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8/10/2019 Informe Calculo Estructural Presentado
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INGENIERA ESTRUCTURAL
"MEJORAMIENTO DE LA I.E. NIVEL SECUNDARIO
RAMON CASTILLA Y MARQUESADO DEL BARRIO DE
SANTA ANA, DISTRITO Y PROVINCIA DE
HUANCAVELICA"
PRESENTADO POR:
BENDEZ BOZA BADI BIZET
CHVEZ AVILA XENNIA
8/10/2019 Informe Calculo Estructural Presentado
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"MEJORAMIENTO DE LA I.E. NIVEL SECUNDARIO RAMON CASTILLA Y MARQUESADO DEL BARRIO DE
SANTA ANA, DISTRITO Y PROVINCIA DE HUANCAVELICA"
INGENIERA ESTRUCTURAL 2
CONTENIDO
1 GENERALIDADES: ................................................................................................................... 7
1.1 Introduccin: ................................................................................................................. 7
1.2 Objetivos: ...................................................................................................................... 7
1.3 Metodologa de Anlisis Estructural: ............................................................................ 7
1.3.1 Sap2000 Versin 14.2.4: ........................................................................................ 7
1.3.2 Etabs Versin 9.7.2: .............................................................................................. 8
1.3.3 Safe Versin 12.3.1 ................................................................................................ 9
1.3.4 CSICOL 8.4.0 .......................................................................................................... 9
2 ANLISIS DE CARGAS: .......................................................................................................... 10
2.1 Anlisis estructural por cargas verticales: ................................................................... 10
2.1.1 Anlisis por Cargas Permanentes o Muertas: ..................................................... 10
2.1.2 Anlisis por Sobre cargas o Cargas Vivas:............................................................ 10
2.2 Anlisis Estructural por Cargas Dinmicas: ................................................................. 11
2.2.1 Mtodo de Discretizacin de Masas: .................................................................. 11
3 CDIGOS Y NORMAS: .......................................................................................................... 12
3.1 Cargas: ......................................................................................................................... 12
3.2 Diseos: ....................................................................................................................... 12
4 PROPIEDADES DE LOS MATERIALES: ................................................................................... 12
4.1 Concreto: ..................................................................................................................... 13
4.2 Albailera: .................................................................................................................. 13
4.3 Acero Corrugado: ........................................................................................................ 135 ESTIMACIN DE CARGAS: ................................................................................................... 13
5.1 Diseo Esttico para Anlisis: ...................................................................................... 13
5.1.1 Aligerado de e=0.20cm con ladrillo para techo (15x15x30cm 7.9kg): ................ 15
5.1.2 Aligerado de e=0.17cm con ladrillo para techo (30x30x12cm 6.0kg): ................ 15
5.2 Diseo Dinmico para Anlisis: ................................................................................... 15
5.2.1 Espectro de Diseo: ............................................................................................. 15
6 ANLISIS ESTRUCTURAL MODULO ADMINISTRATIVO: ....................................................... 22
6.1 Descripcin de la Edificacin: ...................................................................................... 22
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"MEJORAMIENTO DE LA I.E. NIVEL SECUNDARIO RAMON CASTILLA Y MARQUESADO DEL BARRIO DE
SANTA ANA, DISTRITO Y PROVINCIA DE HUANCAVELICA"
INGENIERA ESTRUCTURAL 3
6.2 Distribucin de VigasColumnas y Diagrama Rgido: ................................................ 24
6.3 Diagrama de Momentos Flectores: ............................................................................. 26
6.4 Diagrama de Fuerzas Cortantes: ................................................................................. 32
6.5 Distribucin de Refuerzos: .......................................................................................... 38
6.6 Verificacin de Desplazamiento Lateral y Excentricidad: ........................................... 44
6.7 Verificacin de Periodo de Vibracin: ......................................................................... 44
6.8 Diseo de Columnas: ................................................................................................... 45
6.8.1 Columnas "R" 40 cm x 30 cm:............................................................................. 45
6.8.2 Columnas "Cuad" 30 cm x 30 cm: ....................................................................... 46
6.8.3 Columnas "C" 50 cm: ........................................................................................ 48
6.9 Diseo de Placas (Pier y Spandrel): ............................................................................. 50
6.10 Diseo de Losas Aligeradas: ........................................................................................ 57
6.11 Diseo de Cimentaciones: ........................................................................................... 59
6.11.1 Pre-dimensionamiento: ....................................................................................... 59
6.11.2 Anlisis de cimentaciones con el programa SAFE: .............................................. 60
INDICE DE TABLAS
Tabla 1: Cargas Vivas Consideradas ............................................................................................ 14
Tabla 2: Cargas Muertas Consideradas ....................................................................................... 14
Tabla 3: Metrado para un metro de Aligerado con ladrillo para techo e=20cm ........................ 15
Tabla 4: Metrado para un metro de Aligerado con ladrillo para techo e=17cm ........................ 15
Tabla 5: Datos para Elaboracin del Espectro de Seudo Aceleraciones ..................................... 16
Tabla 6: Valores Periodo - Aceleraciones Huancavelica (Santa Ana) .......................................... 20
http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784361http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784362http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784363http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784364http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784364http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784363http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784362http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc3177843618/10/2019 Informe Calculo Estructural Presentado
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"MEJORAMIENTO DE LA I.E. NIVEL SECUNDARIO RAMON CASTILLA Y MARQUESADO DEL BARRIO DE
SANTA ANA, DISTRITO Y PROVINCIA DE HUANCAVELICA"
INGENIERA ESTRUCTURAL 4
INDICE DE FIGURAS
Figura N 1: Presentacin Sap2000 V14.2.4 .................................................................................. 7
Figura N 2: Presentacin ETABS V9.7.2........................................................................................ 8
Figura N 3: Presentacin Safe 12.3.1 ........................................................................................... 9
Figura N 4: Presentacin CSICIL 8.4.0 .......................................................................................... 9
Figura N 5: Cargas repartidas segn RNE (Junio 2006) .............................................................. 14
Figura N 6: Cargas repartidas segn RNC (Octubre 2002) ......................................................... 14
Figura N 7: Aligerado Tpico con ladrillo para techo e=20cm .................................................... 15
Figura N 8: Aligerado Tpico con ladrillo para techo e=17cm .................................................... 15
Figura N 9: Ubicacin de la Zona Ssmica en el Programa SPECTRUM ...................................... 16
Figura N 10: Eleccin de las condiciones geotcnicas segn el tipo de Suelo ........................... 17
Figura N 11: Seleccin de la Categora de la Edificacin............................................................ 17
Figura N 12: Configuracin Estructural (Regular o Irregular) .................................................... 18
Figura N 13: Seleccin del Sistema Estructural (Caso Prticos y Dual) ...................................... 18
Figura N 14: Espectro de Seudo Aceleraciones para el Sistema Aporticado ............................. 19
Figura N 15: Espectro de Seudo Aceleraciones para el Sistema Dual ........................................ 19
Figura N 16: Comparacin de los Espectros Dual y Aporticado ................................................. 19
Figura N 17: ETABS, Planta Modulo Administrativo. ................................................................. 23
Figura N 18: ETABS, Vista 3D Modulo Administrativo. .............................................................. 23
Figura N 19: ETABS, Secciones de Vigas y Columnas en Prticos Principales. ........................... 24Figura N 20: ETABS, Secciones de Vigas y Columnas en Prticos Secundarios ......................... 24
Figura N 21: ETABS, Planta de Diafragma Rgido Modulo Administrativo ................................. 25
Figura N 22: ETABS, 3D de Diafragma Rgido Modulo Administrativo. ..................................... 25
Figura N 23: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores Eje C-C. ............................................... 26
Figura N 24: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores Eje B-B. ............................................... 27
Figura N 25: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores Eje A-A. .............................................. 28
Figura N 26: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores Eje 1-1. ............................................... 29
Figura N 27: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores Eje 2-2. ............................................... 30
Figura N 28: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores Eje 3-3. ............................................... 31
Figura N 29: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes Eje C-C. ................................................... 32
Figura N 30: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes Eje B-B. ................................................... 33
Figura N 31: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes Eje A-A. ................................................... 34
Figura N 32: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes Eje 1-1. ................................................... 35
Figura N 33: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes Eje 2-2. ................................................... 36
Figura N 34: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes Eje 3-3. ................................................... 37
Figura N 35: ETABS, Distribucin de Refuerzos Eje C-C. ............................................................ 38
Figura N 36: ETABS, Distribucin de Refuerzos Eje B-B. ............................................................ 39
Figura N 37: ETABS, Distribucin de Refuerzos Eje A-A. ............................................................ 40
Figura N 38: ETABS, Distribucin de Refuerzos Eje 1-1. ............................................................ 41Figura N 39: ETABS, Distribucin de Refuerzos Eje 2-2. ............................................................ 42
http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784757http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784758http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784759http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784760http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784761http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784762http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784763http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784764http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784764http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784763http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784762http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784761http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784760http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784759http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784758http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc3177847578/10/2019 Informe Calculo Estructural Presentado
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"MEJORAMIENTO DE LA I.E. NIVEL SECUNDARIO RAMON CASTILLA Y MARQUESADO DEL BARRIO DE
SANTA ANA, DISTRITO Y PROVINCIA DE HUANCAVELICA"
INGENIERA ESTRUCTURAL 5
Figura N 40: ETABS, Distribucin de Refuerzos Eje 3-3. ............................................................ 43
Figura N 41: CSICOL, Seccin de Columna "R" 40cmx30cm. ..................................................... 45
Figura N 42: CSICOL, Diagrama de Interaccin R 40cmx30cm............................................... 45
Figura N 43: CSICOL, Esfuerzos de Concreto y Acero en Columna R...................................... 46
Figura N 44: CSICOL, Seccin de Columna Cuad 30cmx 30cm. ............................................. 46
Figura N 45: CSICOL, Diagrama de Interaccin Columna Cuad 30cmx 30cm. ....................... 47
Figura N 46: CSICOL, Esfuerzos en Concreto y Acero de Columna Cuad 30cmx 30cm. ........ 47
Figura N 47: CSICOL, Seccin de Columna "C" 50 cm. ............................................................ 48
Figura N 48: CSICOL, Diagrama de Interaccin Columna "C" 50 cm. ...................................... 48
Figura N 49: CSICOL, Esfuerzos en Concreto de Columna "C" 50 cm. ..................................... 49
Figura N 50: CSICOL, Esfuerzos en Aceros de Columna "C" 50 cm. ........................................ 49
Figura N 51: ETABS, Ubicacin de Placas en Prtico del Eje A-A. .............................................. 50
Figura N 52: ETABS, Ubicacin de Placas en Prtico del Eje B-B. .............................................. 51
Figura N 53: ETABS, Verificacin del Pier Izq. mostrado en Prtico del Eje B-B. ...................... 52
Figura N 54: ETABS, Seccion del Pier Izq. en Prtico del Eje B-B. .............................................. 52Figura N 55: ETABS, Verificacin del Pier Cent. mostrado en Prtico del Eje B-B. ................... 53
Figura N 56: ETABS, Seccin del Pier Cent. en Prtico del Eje B-B. ........................................... 53
Figura N 57: ETABS, Verificacin del Pier Der. mostrado en Prtico del Eje B-B. ..................... 54
Figura N 58: ETABS, Seccion del Pier Der. en Prtico del Eje B-B. ............................................. 54
Figura N 59: ETABS, Verificacin del Spandrel mostrado en Prtico del Eje B-B. ..................... 55
Figura N 60: ETABS, Verificacin del Pier mostrado en Prtico del Eje A-A. ............................ 56
Figura N 61: ETABS, Seccion del Pier en Prtico del Eje A-A...................................................... 56
Figura N 62 SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada Admin. .......................................................... 57
Figura N 63: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada Admin. ......................................................... 57
Figura N 64: SAP2000, Carga Muerta Losa Aligerada Admin. .................................................... 57Figura N 65: SAP2000, Distribucin de Aceros en Losa Aligerada Admin. (ENVOL) .................. 58
Figura N 66: SAP2000, Diagrama de Momento Flector Losa Aligerada Admin. (ENVOL) .......... 58
Figura N 67: Esfuerzo Admisible versus Mdulo de Balasto...................................................... 59
Figura N 68: SAFE, Dimensiones de Zapatas Utilizadas para verificacin (cm) ......................... 60
Figura N 69: SAFE, Esfuerzos Admisibles en el terreno (kg/cm2) .............................................. 61
Figura N 70: SAFE, Distribucin de Refuerzos en Zapatas (cm2) ............................................... 61
Figura N 71: SAFE, Diagrama de Mtos. Flectores en Vigas de Cimentacin .............................. 61
Figura N 72: SAFE, Diagrama de Fzas. Cortantes en Vigas de Cimentacin. ............................. 61
Figura N 73: SAFE, Detalles de Diseo de Viga de Cim. Eje B-B 1@2. ....................................... 61
Figura N 74: SAFE, Detalles de Diseo de Viga de Cim. Eje 3-3 A@B. ....................................... 61
Figura N 75: SAFE, Distribucin de Refuerzos en Viga de Cimentacin ..................................... 61
http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784818http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784819http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784820http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784821http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784822http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784824http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784825http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784826http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784827http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784828http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784829http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784830http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784831http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784831http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784830http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784829http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784828http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784827http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784826http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784825http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784824http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784822http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784821http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784820http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784819http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc3177848188/10/2019 Informe Calculo Estructural Presentado
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SANTA ANA, DISTRITO Y PROVINCIA DE HUANCAVELICA"
INGENIERA ESTRUCTURAL 7
1 GENERALIDADES:
1.1 Introduccin:
La presente memoria de clculo, hace referencia al diseo estructural del
proyecto MEJORAMIENTO DE LA I.E. NIVEL SECUNDARIO RAMON CASTILLA Y
MARQUESADO DEL BARRIO DE SANTA ANA, DISTRITO Y PROVINCIA DE
HUANCAVELICA, ubicado en el Departamento de Huancavelica, Provincia de
Huancavelica, Distrito de Huancavelica.
En el presente proyecto se contempla la construccin del siguiente mdulo
materia para el Anlisis Estructural: Modulo Administrativo.
1.2 Objetivos:
El objetivo principal es Analizar, Modelar y Disear, realizando los clculos
estructurales necesarios que garanticen el funcionamiento adecuado de los
diversos tipos de Estructuras propuestas en el proyecto, cumpliendo las normas
ssmicas y de diseo en concreto armado, realizndose el diseo de los
elementos de acuerdo a las Normas del ACI (American Concrete Institute), pero
con los factores de amplificacin indicados en la Norma Tcnica de Edificacin
en Concreto Armado E-060 Peruana; as mismo como objetivo secundario se
tiene la optimizacin de las dimensiones y caractersticas de estas estructuras.
1.3 Metodologa de Anlisis Estructural:
Para el anlisis y diseo de la superestructura usamos el Etabs y para la
supestructura el Safe, para la verificacin de columnas se us el CSICol; as
mismo para el caso de las escaleras, gimnasio y estructuras no convencionales
se utiliz el Sap2000; programas muy reconocidos y ms destacados del CSI
(Computers & Structures), que utilizan el mtodo de rigidez y el mtodo de los
Elementos Finitos (placas y muros) y porque dichos programas siguen un
procedimiento organizado que sirve para resolver estructuras determinadas e
indeterminadas; Del mismo modo como programas complementarios tambinse utiliz el Spectrum, Zic y el Section Builder. A continuacin se tiene una
breve descripcin de los principales programas utilizados en el anlisis y diseo
del presente proyecto:
1.3.1 Sap2000 Versin 14.2.4:
Es un programa basado en el
mtodo de rigideces por
procedimientos matriciales ypor el Mtodo de los
Figura N 1: Presentacin Sap2000 V14.2.4
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Figura N 2: Presentacin ETABS V9.7.2
Elementos Finitos, escrito bajo la hiptesis de la teora de la elasticidad:
continuidad, homogeneidad, isotropa, linealidad y elasticidad.
Teniendo en cuenta estas hiptesis, el programa SAP2000 es capaz de
analizar sistemas estructurales formados en base a elementos del tipo
marco, cscara y slidos realizando un anlisis tridimensional.
Este programa nos permite realizar el modelo idealizado de la estructura; a
travs de una interface grfica, y posteriormente el respectivo anlisis
tridimensional, realizando la debida combinacin de cargas segn las
diversas solicitaciones estipuladas tanto para el diseo de elementos de
Concreto Armado (Norma E.060- seccin 10.2) y Acero (Especificaciones
AISCLRFD 93), lo cual nos permite obtener los esfuerzos ltimos de diseo
de cada elemento.
1.3.2 Etabs Versin 9.7.2:
El programa Etabs al igual que
el Sap2000, pertenecen a la
empresa CSI Computers &
Structures, INC, apoyados en
los sistemas operativos
Windows 2000, Windows NT,Windows XP, Windows Vista y
W7.
ETABS se ha desarrollado en un ambiente constructivo totalmente
integrado del anlisis y del diseo, ideal para el anlisis y diseo de edificios
y naves industriales, al igual que el SAP2000, puede realizar anlisis de
estructuras complejas, pero tiene muchsimas opciones extras que
simplifican el diseo de edificaciones, como por ejemplo: Clculo automtico
de coordenadas de centros de masa (Xm, Ym), clculo automtico de
coordenadas de centros de rigideces (Xt,Yt), clculo automtico de fuerzas
ssmicas, sus excentricidades y aplicacin en el centro de masas, clculo
automtico de masas del edificio a partir de los casos de carga elegidos,
divisin automtica de elementos (Auto-Mesh), as se pueden definir
elementos que se cruzan, y el programa los divide automticamente en su
anlisis interno, o se puede dar el comando de que divida los elementos en
el mismo modelo, plantillas predefinidas de sistemas de losas planas, losasen una direccin, losas reticulares o con nervaduras y casetones, cubiertas,
etc.
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Figura N 3: Presentacin Safe 12.3.1
Figura N 4: Presentacin CSICIL 8.4.0
1.3.3 Safe Versin 12.3.1
El programa Safe al igual que el
Sap2000 y Etabs, pertenece a la
empresa CSI Computers &
Structures, INC, apoyados en los
sistemas operativos Windows
2000, Windows NT, Windows
XP, Windows Vista y W7.
Es un programa especial que automatiza el anlisis de cimentaciones o
fundaciones, empleando el Mtodo de los Elementos Finitos y las tcnicas
de mtodos numricos ms confiables y eficientes.
Sus caractersticas son:
Diseo de cimentaciones o fundaciones con la forma real, (sin aproximar la
Geometra). Cimientos Aislados (circulares, Rectangulares, irregulares, etc.),
de Borde, de Esquina, Combinados, Sobre pilotes.
Plateas con diferentes espesores, sobre distintos terrenos (en un mismo
sistema de cimentaciones), con huecos, etc.
Se pueden definir las condiciones de Frontera que el usuario indique(Naturales o Impuestas). Refinamiento automtico de mallas. Exportacin al
AutoCAD de la planta general de fundaciones.
Cuantificacin instantnea de materiales a utilizar. Anlisis estructural
normal o iterativo. Tambin considera una opcin comprensiva de la
exportacin del programa ETABS, lo cual crea automticamente modelos
SEGUROS completos de cualquier piso o de la fundacin de ETABS para el
diseo inmediato por el programa Safe.
1.3.4 CSICOL 8.4.0
CSICOL es un softwarecomprensivo usado paraanalizar y disear columnas. Sepuede realizar por el programael diseo de columnas decualquier concreto, concretoreforzado y seccionestransversales compuestas deconcreto reforzado.
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CSICOL proporciona una herramienta llamada Asistente Rpido de Diseo
que gua a los usuarios paso a paso durante el proceso completo del diseode la columna. Esto hace que el proceso de diseo sea simple, organizado y
eficiente.El diseo se puede realizar de acuerdo con los cdigos ACI 318-02,ACI 318-99 o CSA A-23.3-94.
2 ANLISIS DE CARGAS:
2.1 Anlisis estructural por cargas verticales:
El metrado de cargas es una tcnica con la cual se estiman las cargas actuantes
(cargas muertas o permanentes y cargas vivas o sobrecargas) sobre los distintos
elementos estructurales que componen el edificio. Este proceso es aproximadoya que por lo general se desprecian los efectos hiperestticos producidos por
los momentos flectores, salvo que estos sean muy importantes. En la Norma
Peruana de Cargas E.020 se especifica las cargas estticas mnimas que se
deben adoptar para el diseo estructural.
Este tipo de anlisis se realizar para cargas Permanentes o Muertas y
Sobrecargas o Cargas Vivas. A continuacin se hace una breve descripcin de
ambos casos.
2.1.1 Anlisis por Cargas Permanentes o Muertas:
Este anlisis se realizar en base a las cargas que actan permanentemente
en la estructura en anlisis tales como: Peso propio de vigas, columnas,
losas, tabiquera, acabados, coberturas, etc.
Estas cargas sern repartidas a cada uno de los elementos que componen la
estructura, los pesos de los materiales necesarios para la estimacin de
cargas muertas se encuentran registrados en la Norma de Cargas E.020.
2.1.2 Anlisis por Sobre cargas o Cargas Vivas:
Este anlisis se realizar en base a las sobrecargas estipuladas en Normas
Peruanas de estructuras referidas a Cargas E.020.
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2.2 Anlisis Estructural por Cargas Dinmicas:
El anlisis dinmico de las edificaciones se realiz mediante procedimientos de
superposicin espectral, segn lo estipulado en la Norma de Diseo
Sismorresistente E.030.
Actualmente la Norma de Diseo Sismorresistente E.030, exige analizar cada
direccin con el 100% del sismo actuando en forma independiente: sin
embargo, otros reglamentos contemplan la posibilidad que el sismo acte en
forma simultnea en ambas direcciones: 100% en X y 30% en Y, y viceversa.
Un sismo puede atacar en el sentido N-S o S-N y tambin O-E o E-O, ya que las
aceleraciones son positivas y negativas. De esta manera, para efectos de
diseo, debe trabajarse con las envolventes de esfuerzos en condicin de
rotura. Al estructurar se buscar que la ubicacin de columnas y vigas tengan lamayor rigidez posible, de modo que el sismo al atacar, stas puedan soportar
dichas fuerzas sin alterar la estructura.
Para la determinacin de los esfuerzos internos de la estructura en un anlisis
por sismo se podr emplear el Mtodo de Discretizacin de masas.
2.2.1 Mtodo de Discretizacin de Masas:
Son modelos que permiten comprender de manera simplista elcomportamiento de las estructuras.
Debido a la dificultad para resolver problemas estructurales considerados
como medios continuos, es decir, al tener que dar la respuesta de un
sistema estructural cualesquiera en una infinidad de puntos se convierte en
un problema complejo o complicado. Este imposible se facilita solo si
calculamos la respuesta en unos cuantos puntos a travs de la discretizacin
de las masas concentradas y dems acciones de puntos determinados.
El nmero de concentraciones de masas depende de la exactitud deseada en
la solucin del problema.
El mtodo de masas concentradas consiste en asumir que la masas se
encuentra concentrada en puntos discretos en la que definimos solo
desplazamientos, traslaciones, de tal manera que el modelo se asemeje de la
mejor manera a la estructura real.
Las cargas dinmicas sern determinadas en base a un anlisis dinmico
segn la ecuacin matemtica que gobierna la respuesta dinmica la cual seconoce con el nombre de ecuacin de movimiento y se expresa de la
siguiente manera:
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Donde:
K :Matriz de rigidez de la Estructura.
C :Matriz de amortiguamiento de la Estructura.M :Matriz de masas de la Estructura.
ux(t), uy(t), uz(t) :son las aceleraciones, velocidades y desplazamientosasociado a cada grado de libertad.
mx, my, mz :son las masas en cada direccin.
ugx, ugy, ugz :son las aceleraciones del terreno en cada direccin.
Uno de los mtodos usados y de ms fcil aplicacin para obtener la
solucin de la ecuacin diferencial de movimientos es el mtodo de
Superposicin Modal para lo cual se har uso del espectro de respuesta el
cual se encuentra descrito en la Norma Peruana para el Diseo
Sismorresistente E.030.
3 CDIGOS Y NORMAS:
El proceso de estimacin de las cargas, as como el anlisis y diseo de las
estructuras est basado en los siguientes cdigos:
3.1 Cargas:
Norma Tcnica E-020.
Norma de Diseo Sismorresistente E-030.
Se entiende que todas aquellas normas a las que los cdigos hacen referencia,
forman parte integrante de los mismos en tanto sean aplicable a los materiales,
cargas y procedimientos usados en el presente proyecto.
3.2 Diseos:
Norma Tcnica E-020, Cargas.
Norma Tcnica E-030, Diseo Sismorresistente.
Norma Tcnica E-050, Suelos y Cimentaciones.
Norma Tcnica E-060, Concreto Armado.
Norma Tcnica E-070, Albailera.
Norma de Construcciones en Concreto Armado ACI 318-05
4 PROPIEDADES DE LOS MATERIALES:
Los siguientes materiales han sido considerados en el presente estudio:
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4.1 Concreto:
Mdulo de Poisson : = 0.20
Mdulo de Elasticidad : Ec = 15000 fc
Peso Unitario del Concreto : = 2400.0 Kg/m3.
Resistencia a la Compresin :
Vigas y columnas de Prticos : fc = 210.0 Kg/cm2.
Vigas y columnas de Confinamientos : fc = 210.0 Kg/cm2.
Columnetas : fc = 175.0 Kg/cm2.
Zapatas : fc = 210.0 Kg/cm2.
Vigas de cimentacin : fc = 210.0 Kg/cm2.
Cimientos y Sobrecimientos : fc = 140.0 Kg/cm2.
Solados de Zapatas : fc = 80.0 Kg/cm2.
Losas aligeradas : fc = 210.0 Kg/cm2
. Falso Piso : fc = 140.0 Kg/cm2.
4.2 Albailera:
La Resistencia Mecnica del ladrillo : f m=85 kg/cm
Mdulo de Poisson cuantificado : v=0.25.
Mdulo de Elasticidad : E=500 x f m
Mdulo de corte : Gm=0.4xE
Peso Albailera ladrillo hueco : 1350Kg/m3 Peso Albailera de unidades slidas : 1800Kg/m3
=1800 E-06 Kg/cm3.
Masa por Unidad de Volumen se divide el peso entre: 9.81 m/seg.
4.3 Acero Corrugado:
Acero Corrugado ASTM 615 Grado 60 : fy =4200 Kg/cm2.
Mdulo de Elasticidad del acero : E=2 x 106Kg/cm2.
5 ESTIMACIN DE CARGAS:
5.1 Diseo Esttico para Anlisis:
El metrado de Cargas Verticales Permanentes se realiz independientemente
para cada mdulo y elemento estructural de diseo, las cuales se mostraran
ms adelante en cada anlisis correspondiente; por otro lado las cargas vivas
consideras segn la Norma de Cargas E.020 son las siguientes:
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Con relacin a las cargas repartidas para diseo existe una gran diferencia
frente al RNE del 2006 y el RNC del 2002, tal como se muestran en las figuras 5
y 6 respectivamente; para nuestro caso particular se consider el valor ms
crtico.
A continuacin se presenta la justificacin de las Cargas repartidas para las
Losas Aligeradas:
Tabla 1: Cargas Vivas Consideradas
Ocupacin o Uso Cargas Repartidas
Aulas 300 Kg/m2
Escaleras y Corredores 400 Kg/m2
Techos 100 Kg/m2Fuente: Elaboracin Propia.
Tabla 2: Cargas Muertas Consideradas
Ocupacin o Uso Cargas Repartidas
Losa Aligerada e=0.20m (c/ladrillo) 300 Kg/m2
Losa Aligerada e=0.17m (c/ladrillo) 250 Kg/m2
Acabados Piso - Techo 100 Kg/m2
Techo liviano 50 Kg/m2Fuente: Elaboracin Propia.
Figura N 5: Cargas repartidas segn RNE (Junio 2006)
Figura N 6: Cargas repartidas segn RNC (Octubre 2002)
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5.1.1 Aligerado de e=0.20cm con ladrillo para techo (15x15x30cm 7.9kg):
5.1.2 Aligerado de e=0.17cm con ladrillo para techo (30x30x12cm 6.0kg):
5.2 Diseo Dinmico para Anlisis:
El anlisis dinmico, corresponde a los mdulos propuestos considerndose dos
diafragmas rgidos. La masa de la estructura es determinada considerando el
100% de cargas permanentes (peso muerto y cargas externas) ms el
incremento del 50% de las sobrecargas por cada nivel y finalmente un aporte
del 25% de sobrecarga en techos segn lo estipulado en la Norma
Sismorresistente E.030.
5.2.1 Espectro de Diseo:
El anlisis ssmico se realiza por superposicin espectral, generndose el
espectro de diseo segn el factor de zona, categora de edificacin, tipo de
suelo y sistema estructural.
10 cm
1m
40 cm
15 cm
5 cm
Ladrillo
Losa
Vigueta
Figura N 7: Aligerado Tpico con
ladrillo para techo e=20cm
110.331 0.4 275.83 300
Tabla 3: Metrado para un metro de Aligerado con
ladrillo para techo e=20cm
Descripcin Metrado Sub Total
Peso Losa 0.05(0.4)(1m)(2400) 48.00 Kg
Peso Vigueta 0.15(0.1)(1m)(2400) 36.00 Kg
Peso del Ladrillo (3.33 und/m)(7.9 Kg) 26.33 Kg
TOTAL: 110.33 KgFuente: Elaboracin Propia
Figura N 8: Aligerado Tpico con
ladrillo para techo e=17cm
96.801 0.4 242.00 250
Tabla 4: Metrado para un metro de Aligerado con ladrillo
para techo e=17cm
Descripcin Metrado Sub Total
Peso Losa 0.05(0.4)(1m)(2400) 48.00 Kg
Peso Vigueta 0.12(0.1)(1m)(2400) 28.80 Kg
Peso del Ladrillo (0.83 und/m)(6.0 Kg) 20.00 Kg
TOTAL: 96.80 KgFuente: Elaboracin Propia
10 cm
1m
40 cm
12 cm
5 cm
Ladrillo
Losa
Vigueta
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Para la determinacin del espectro de respuesta se usan los siguientes
parmetros de diseo, los cuales se encuentran especificados en la norma
vigente de Diseo Sismorresistente E.030.
Tabla 5: Datos para Elaboracin del Espectro de Seudo Aceleraciones
Descripcin Smbolo Tipo Valor
Factor de zona Z Zona 2 0.30
Categora de la edificacin U C 1.00
Tipo de suelo (condiciones geotcnicas) S Perfil Tipo S3 1.40
Perodo Fundamental Tp 0.90
Sistema Estructural (Longitudinal) R Prtico (Long. X) 8
Sistema Estructural (Transversal) R Dual (Trans. Y) 7Fuente: Elaboracin Propia
La Categora de la Edificacin vara de acuerdo al tipo de estructura que se
plantea, siendo el caso que a continuacin se presenta, solo para la categorade edificacin que en la tabla se presenta (Modulo Administrativo); de manera
demostrativa de la funcionalidad del programa SPECTRUM. Ms adelante se
presentara el espectro correspondiente para cada Mdulo segn su Categora
de Edificacin. La generacin del Espectro de Seudo Aceleraciones, tanto para
el sistema Aporticado como para el sistema Dual, se realiz con el Programa
SPECTRUM:
Figura N 9: Ubicacin de la Zona Ssmica en el Programa SPECTRUM
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Figura N 10: Eleccin de las condiciones geotcnicas segn el tipo de Suelo
Figura N 11: Seleccin de la Categora de la Edificacin.
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Figura N 12: Configuracin Estructural (Regular o Irregular)
Figura N 13: Seleccin del Sistema Estructural (Caso Prticos y Dual)
Para el caso particular del Anlisis Correspondiente (Modulo administrativo), seutilizaron dos Sistemas Estructurales: Sistema Estructural Aporticado en el Eje X
(longitudinal) y Sistema Estructural Dual en el Eje Y (transversal); por ende se
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gener dos Espectros de Seudo Aceleraciones, las cuales se muestran a
continuacin:
Figura N 14: Espectro de Seudo Aceleraciones para el Sistema Aporticado
Figura N 15: Espectro de Seudo Aceleraciones para el Sistema Dual
Figura N 16: Comparacin de los Espectros Dual y Aporticado
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Tabla 6: Valores Periodo - Aceleraciones Huancavelica (Santa Ana)
N C T Sa (Long.) Sa (Trans.)
1 2.5000 0.00 1.2876 1.47152 2.5000 0.10 1.2876 1.4715
3 2.5000 0.20 1.2876 1.47154 2.5000 0.30 1.2876 1.47155 2.5000 0.40 1.2876 1.47156 2.5000 0.50 1.2876 1.47157 2.5000 0.60 1.2876 1.47158 2.5000 0.70 1.2876 1.47159 2.5000 0.80 1.2876 1.471510 2.5000 0.90 1.2876 1.471511 2.2500 1.00 1.1588 1.324412 2.0455 1.10 1.0535 1.204013
1.8750 1.20 0.9657 1.103614 1.7308 1.30 0.8914 1.018715 1.6071 1.40 0.8277 0.946016 1.5000 1.50 0.7725 0.882917 1.4063 1.60 0.7243 0.827718 1.3235 1.70 0.6817 0.779019 1.2500 1.80 0.6438 0.735820 1.1842 1.90 0.6099 0.697021 1.1250 2.00 0.5794 0.662222 1.0714 2.10 0.5518 0.630623 1.0227 2.20 0.5267 0.602024 0.9783 2.30 0.5038 0.575825 0.9375 2.40 0.4828 0.551826 0.9000 2.50 0.4635 0.529727 0.8654 2.60 0.4457 0.509428 0.8333 2.70 0.4292 0.490529 0.8036 2.80 0.4139 0.473030 0.7759 2.90 0.3996 0.456731 0.7500 3.00 0.3863 0.4415
Fuente: Elaboracin Propia (Programa SPECTRUM)
La Norma E.030 establece dos criterios de superposicin espectral, el primero
en funcin de la suma de valores absolutos y la media cuadrtica y el segundo
como combinacin cuadrtica completa de valores (CQC):
0 . 2 5 = 0.75
= 0.75 +
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6 ANLISIS ESTRUCTURAL MODULO ADMINISTRATIVO:
6.1 Descripcin de la Edificacin:
El Modulo Administrativo, consta de 4 niveles y una azotea (cada nivel con
distribuciones semejantes); el primer nivel consta de un Hall de IngresoPrincipal, Tpico y un ambiente de Control y seguridad con su respectivo
Servicio Higinico; el Segundo Nivel y Tercer Nivel consta de Sala de Profesores,
Direccin, Secretaria, Sala de Espera y Depsito con sus respectivos Servicios
Higinicos; y finalmente en el Cuarto Nivel consta de Coordinacin Acadmica,
Tutora, Sala de Esperas, Hall y Depsito y de igual manera con su respectivo
Servicio Higinico. El Modulo Administrativo adems cuenta con una caja
escalera que unir los 4 niveles y la azotea; en todos los casos se consider un
techo de losa aligerada tpica de 20 cm de espesor (5.00 cm de losa) y el techo
de la escalera es un aligerado tpica de 17 cm de espesor.
El Sistema Estructural considerado para el anlisis del Mdulo Administrativo
es: en la direccin longitudinal (Eje X) Aporticado y en la direccin transversal
(Eje Y) est compuesta por un sistema dual Prtico- Albailera con la finalidad
de reducir el desplazamiento lateral ante una fuerza Ssmica.
El Modulo Administrativo presenta: columnas de seccin geomtrica
rectangular de 30cm x 40cm de lado, columnas de seccin cuadrada de
30cm x 30cm de lado y una columna circular de 50cm de dimetro solo en elprimer nivel; as tambin se presentan columnas cuadradas de 25cm x 25cm y
rectangulares de 25cm x 40cm, ubicados en la escalera.
Por otra parte se emplean Vigas Principales de 30 cm x 50 cm y Vigas
Secundarias de 25 cm x 40 cm en todos los niveles; adicionalmente se
utilizaron vigas como elementos decorativos tales como: vigas de borde de
15 cm x 115 cm y Viga Chata de 25 cm x 20 cm (en ductos).
La estructura se confina en sentido del eje Y con la finalidad de aminorar los
desplazamientos laterales que son provocados por el sismo, adems los
modelos estructurales planteados muestran los ejes o prticos confinados con
muros de 25 cm de espesor (ver prticos de modelos estructurales), de igual
manera se utilizaron placas (Piers y Spandrels) para rigidizar la estructura. As
mismo se usan columnetas con el fin de aislar muros y columnas, de esta
manera evitando el efecto de las columnas cortas (ver planos de estructuras).
Los techos del primer y segundo nivel son de Losa Aligerada compuestos de
viguetas y ladrillo para techo, siendo una losa totalmente rgida en ambos
niveles, transmitiendo cargas a las vigas que estn unidas a las columnas,cumpliendo la funcin de transmisin de las diferentes cargas hacia las
columnas. Sus dimensiones y caractersticas geomtricas son diseadas para
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soportar las cargas consideradas segn el Reglamento Nacional de
Edificaciones.
Finalmente la estructura presenta Vigas de Cimentacin, por recomendacin
del Estudio de Suelo, (suelo arcilloso limoso, con riesgo de asentamientos
diferenciales inmediatos), de esta forma previniendo desplazamientos y
asentamientos diferenciales de la estructura.
Figura N 17: ETABS, Planta Modulo Administrativo.
Figura N 18: ETABS, Vista 3D Modulo Administrativo.
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6.2 Distribucin de VigasColumnas y Diagrama Rgido:
Figura N 19: ETABS, Secciones de Vigas y Columnas en Prticos Principales.
Figura N 20: ETABS, Secciones de Vigas y Columnas en Prticos Secundarios
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Figura N 21: ETABS, Planta de Diafragma Rgido Modulo Administrativo
Figura N 22: ETABS, 3D de Diafragma Rgido Modulo Administrativo.
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6.3 Diagrama de Momentos Flectores:
Figura N 23: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores Eje C-C.
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Figura N 24: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores Eje B-B.
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Figura N 25: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores Eje A-A.
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Figura N 26: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores Eje 1-1.
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Figura N 27: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores Eje 2-2.
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Figura N 28: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores Eje 3-3.
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6.4 Diagrama de Fuerzas Cortantes:
Figura N 29: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes Eje C-C.
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Figura N 30: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes Eje B-B.
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Figura N 31: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes Eje A-A.
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Figura N 32: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes Eje 1-1.
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Figura N 33: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes Eje 2-2.
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Figura N 34: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes Eje 3-3.
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6.5 Distribucin de Refuerzos:
Figura N 35: ETABS, Distribucin de Refuerzos Eje C-C.
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Figura N 36: ETABS, Distribucin de Refuerzos Eje B-B.
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Figura N 37: ETABS, Distribucin de Refuerzos Eje A-A.
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Figura N 38: ETABS, Distribucin de Refuerzos Eje 1-1.
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Figura N 39: ETABS, Distribucin de Refuerzos Eje 2-2.
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Figura N 40: ETABS, Distribucin de Refuerzos Eje 3-3.
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6.6 Verificacin de Desplazamiento Lateral y Excentricidad:En cada nivel, se verifica el desplazamiento lateral de la edificacin teniendo en cuenta
los lmites establecidos segn el tipo y material de la edificacin de acuerdo al RNE,
para el caso de Anlisis se tiene el siguiente resumen de desplazamientos tantotransversal como longitudinal, en las que se puede observar que se encuentran dentro
del rango de desplazamientos mximos permisibles establecidos por el Reglamento
Nacional de Edificaciones.
6.7 Verificacin de Periodo de Vibracin:El periodo de vibracin de la Estructura se encuentra dentro del parmetro mximo
establecido:
Tabla 7: Centro de Masa - Centro de Rigidez y Excentricidades
N Masa X (kg) Masa Y (kg) XCM (m) YCM (m) XCR (m) YCR (m) ex (m) ey (m) observ.
4 10660.68 10660.68 4.558 4.093 6.292 6.097 1.735 0.195 O.K.!!!3 14559.57 14559.57 4.517 4.287 6.223 6.087 1.706 0.136 O.K.!!!
2 14559.57 14559.57 4.517 4.287 6.125 5.997 1.608 0.128 O.K.!!!1 15186.58 15186.58 4.520 4.338 6.000 6.086 1.480 0.086 O.K.!!!Fuente: Elaboracin Propia.
Tabla 8: Resumen de Desplazamiento Entrepiso Longitudinal (Direccin X)
N PISO SUP. PISO INF. DIFER. R 3/4x R H piso piso Des.Ob. Des.MaxN observ.
4 0.008643 0.006442 0.002201 8 6 3.15 0.00070 0.0042 0.007 O.K.!!!
3 0.006442 0.00396 0.002482 8 6 3.15 0.00079 0.0047 0.007 O.K.!!!
2 0.00396 0.001691 0.002269 8 6 3.15 0.00072 0.0043 0.007 O.K.!!!
1 0.001691 0 0.001691 8 6 4.03 0.00042 0.0025 0.007 O.K.!!!Fuente: Elaboracin Propia.Des.Ob.: Desplazamiento obtenido segn anlisis ssmico.Des.MaxN.: Desplazamiento Mximo permisible segn Norma E-030.
Tabla 9: Resumen de Desplazamiento Entrepiso transversal (Direccin Y)
N PISO SUP. PISO INF. DIFER. R 3/4x R H piso piso Des.Ob. Des.MaxN observ.
4 0.006797 0.005301 0.001496 7 5.25 3.15 0.00047 0.0025 0.005 O.K.!!!
3 0.005301 0.003619 0.001682 7 5.25 3.15 0.00053 0.0028 0.005 O.K.!!!
2 0.003619 0.001941 0.001678 7 5.25 3.15 0.00053 0.0028 0.005 O.K.!!!
1 0.001941 0 0.001941 7 5.25 4.03 0.00048 0.0025 0.005 O.K.!!!Fuente: Elaboracin Propia.Des.Ob.: Desplazamiento obtenido segn anlisis ssmico.Des.MaxN.: Desplazamiento Mximo permisible segn Norma E-030.
:: .:
0.514 . 0.443 . > !
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6.8 Diseo de Columnas:Para el diseo de las columnas se seleccion el ms crtico para cada seccin en cada
mdulo, en las cuales se verific los parmetros de diseos requeridos segn la Norma
E.060 del Reglamento Nacional de Edificaciones, tambin se verifico la relacin 6/5 Viga
columna en todo el sistema estructural en la que se debe tener vigas dbiles y columnas
fuertes.
6.8.1 Columnas "R" 40 cm x 30 cm:
Figura N 41: CSICOL, Seccin de Columna "R" 40cmx30cm.
Figura N 42: CSICOL, Diagrama de Interaccin R40cmx30cm.
En nuestro Modulo se present
la columna ms esforzada
( asignada como C2I6R40X30
en nuestro modelo ), la cual
fue diseada y comprobada
segn la norma E.060; para las
dems columnas se puede
revisar el archivo digital
presentado y verificar los
parmetros necesarios.
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Figura N 43: CSICOL, Esfuerzos de Concreto y Acero en Columna R.
6.8.2 Columnas "Cuad" 30 cm x 30 cm:
Figura N 44: CSICOL, Seccin de Columna Cuad 30cm x 30cm.
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Figura N 45: CSICOL, Diagrama de Interaccin Columna Cuad 30cmx 30cm.
Figura N 46: CSICOL, Esfuerzos en Concreto y Acero de Columna Cuad 30cmx 30cm.
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6.8.3 Columnas "C" 50 cm:
Figura N 47: CSICOL, Seccin de Columna "C" 50 cm.
Figura N 48: CSICOL, Diagrama de Interaccin Columna "C" 50 cm.
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Figura N 49: CSICOL, Esfuerzos en Concreto de Columna "C" 50 cm.
Figura N 50: CSICOL, Esfuerzos en Aceros de Columna "C" 50 cm.
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6.9 Diseo de Placas (Pier y Spandrel):
Para rigidizar la estructura y reducir los desplazamientos laterales relativos, se
utilizaron Placas de Concreto Armado con espesor igual a 20cm, ubicadas en ladireccin X de los prticos B-B y A-A, presentadas como Piers y Spandrels, las
cuales a continuacin se realizaran las verificaciones respectivas segn la
norma E.060 con los resultados arrojados por el programa ETABS.
Figura N 51: ETABS, Ubicacin de Placas en Prtico del Eje A-A.
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Figura N 52: ETABS, Ubicacin de Placas en Prtico del Eje B-B.
Para el caso de las placas, al igual que las columnas, se tomaron las secciones
ms crticas para el anlisis y la representacin en el siguiente informe, si se
considera necesario la verificacin de las dems placas se debe revisar el
archivo adjunto del modelo matemtico presentado en ETABS para el anlisis
respectivo; en las que dichas placas segn el esfuerzo, fueron optimizadas para
cada nivel.
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Figura N 53: ETABS, Verificacin del Pier Izq. mostrado en Prtico del Eje B-B.
Figura N 54: ETABS, Seccion del Pier Izq. en Prtico del Eje B-B.
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INGENIERA ESTRUCTURAL 53
Figura N 55: ETABS, Verificacin del Pier Cent. mostrado en Prtico del Eje B-B.
Figura N 56: ETABS, Seccin del Pier Cent. en Prtico del Eje B-B.
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INGENIERA ESTRUCTURAL 54
Figura N 57: ETABS, Verificacin del Pier Der. mostrado en Prtico del Eje B-B.
Figura N 58: ETABS, Seccion del Pier Der. en Prtico del Eje B-B.
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Figura N 59: ETABS, Verificacin del Spandrel mostrado en Prtico del Eje B-B.
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Figura N 60: ETABS, Verificacin del Pier mostrado en Prtico del Eje A-A.
Figura N 61: ETABS, Seccion del Pier en Prtico del Eje A-A.
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6.10 Diseo de Losas Aligeradas:
El presente proyecto contempla losas aligeradas en una direccin, compuesta
por viguetas de 10 centmetros y losa de 5 centmetros de espesor. El materialentre viguetas se considera Ladrillo para techo tal como se indican en los planos
correspondientes; estas losas son diseadas para resistir esfuerzos en flexin y
corte segn la norma E.060.
Figura
64:SAP2000,
Carga
uertaLos
aAligeradaAd
in.
Figura
63:S
P2000,
arga
ivaLosa
ligerada
d
in.
Figura
62SAP2000,
Carga
ivaLosaAligeradaAd
in.
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Figura
66:SAP2000,
iagra
ade
o
entoFlectorLosaAli
geradaAd
in.
(E
L)
Figura
65:SAP2000,
ist
ribucindeAcerosenLosaAligeradaAd
in.
(E
L)
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6.11 Diseo de Cimentaciones:
Para el anlisis de cimentaciones se emplea el programa SAFE, exportando las
cargas directamente desde el programa de anlisis y diseo de Edificaciones
ETABS, empleando el Mtodo de los Elementos Finitos, con modelamiento en
los apoyos tipo resorte segn el mdulo de balasto del terreno. Logrando as
con el diseo de las cimentaciones absorber esfuerzo de corte y flexin
realizando las verificaciones por punzonamiento, adherencia y anclaje; As
mismo, se deber tomar en cuenta algunas disposiciones para el diseo ssmico
como las mencionadas en la Norma ACI 318 08 en su seccin 21.8
Cimentaciones.
Como referencia al mdulo de balasto1 se tiene la siguiente Tabla (Esfuerzo
Admisible versus Mdulo de Balasto), el cual presenta valores en funcin a la
capacidad de carga del terreno:
Figura N 67: Esfuerzo Admisible versus Mdulo de Balasto
6.11.1 Pre-dimensionamiento:
Del anlisis de la superestructura se obtienen las reacciones en todos los
apoyos, siendo estos valores los datos necesarios para la asignacin de las
dimensiones de las cimentaciones, teniendo como primera etapa el pre-
dimensionamiento correspondiente.
1 Universidad Politcnica de Catalua. Barcelona Espaa. 1993 (Autor Nelson Morrison). Tesis demaestra Interaccin Suelo-Estructuras: Semiespacio de Winkle.r.
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6.11.2 Anlisis de cimentaciones con el programa SAFE:
Datos de clculo Ingresados:
Q adm = 0.99 kg/cm2Mod Winkler = 2.182 kg/cm3
Figura N 68: SAFE, Dimensiones de Zapatas Utilizadas para verificacin (cm)
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Figura N 69: SAFE, Esfuerzos Admisibles en el terreno (kg/cm2)
El Esfuerzo Mximo Admisible del terreno 0.834 Kg/cm2 es menor que la
Capacidad Admisible 0.99 kg/cm2 por lo tanto cumple.
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Figura N 70: SAFE, Distribucin de Refuerzos en Zapatas (cm2)
El Acero para la Distribucin de los refuerzos longitudinales y transversales
es de 5/8", segn las cantidades indicadas en la Figura.
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Figura N 71: SAFE, Diagrama de Mtos. Flectores en Vigas de Cimentacin
Se muestra el Diagrama de Momentos Flectores Mximos para las Vigas
de Cimentacin consideradas para el clculo de la cuanta de Acero
Longitudinal requerida.
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Figura N 72: SAFE, Diagrama de Fzas. Cortantes en Vigas de Cimentacin.
Se muestra el Diagrama de Fzas. Cortantes Mximas para las Vigas de
Cimentacin consideradas para el clculo de la cuanta de Acero
Transversal requerida.
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Figura N 73: SAFE, Detalles de Diseo de Viga de Cim. Eje B-B 1@2.
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Figura N 74: SAFE, Detalles de Diseo de Viga de Cim. Eje 3-3 A@B.
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Figura N 75: SAFE, Distribucin de Refuerzos en Viga de Cimentacin
El Acero que se Distribuir ser en una seccin de 30 cm x 60 cm
correspondiente a la Viga de Cimentacin que se consider en el
modelamiento.