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INDICE DE CONTENIDO
1. ANTECEDENTES
2. OBJETO Y ALCANCE DEL ESTUDIO
3. TRABAJOS REALIZADOS
3.1. TRABAJOS DE CAMPO
3.1.1. DESCRIPCION DE LA ESTRUCTURA
3.2. TRABAJOS DE GABINETE
3.2.1. ANALISIS DE CARGAS
3.2.1.1. Carga Muerta
3.2.1.2. Carga Viva
3.2.1.3. Carga Sísmica
3.2.1.4. Combinaciones de Carga
3.2.2. ANALISIS DE SECCIONES Y MATERIALES
3.2.2.1. Propiedades de los Materiales
3.2.2.2. Propiedades Geométricas de los Elementos Estructurales
4. RESUMEN FINAL
4.1. REPORTE GRAFICO DEL ANALISIS ESTRUCTURAL
4.2. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5. REFERENCIAS
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1. ANTECEDENTES
Con el principal objetivo de ampliar el servicio de voz y datos en todo el país, la
Corporación Nacional de Telecomunicaciones, tiene la necesidad de instalar nuevas
centrales transmisión, las mismas que requieren la instalación de equipos e
infraestructura. Estos nodos de transmisión deben ser ubicados en sitio en los que se
pueda maximizar su eficiencia, algunos de estos se encuentran en las plantas de
cubierta de edificios existentes en diferentes sectores de la ciudad y del país, para lo
que se hace necesario realizar un análisis de comprobación estructural de los sitios
en los cuales se realizará la implantación de los mismos.
Esto con el principal objetivo de salvaguardar la seguridad e integridad de los
edificios utilizados para este fin, de las personas que se sitúan en los alrededores del
lugar de instalación, así como de los equipos a ser instalados. Debido que en el diseño
y construcción de las estructuras que van a ser utilizadas, no se tomó en cuenta las
sobrecargas que pueden ser producidas por los equipos, luego del análisis de
comprobación se realizarán las recomendaciones necesarias para que la instalación
sea realizada de una forma adecuada, sin ocasionar ningún efecto adverso sobre la
estructura a ser utilizada.
2. OBJETIVOS Y ALCANCE DEL ESTUDIO
Como principal objetivo se tiene la realización de un Análisis Estructural de
Comprobación, utilizando las hipótesis y normas acordes al tipo de
edificación a ser analizada.
Se verificará que la geometría de las secciones obtenidas de la inspección
sean suficientes para soportar las hipótesis de cargas que se utilizarán en el
análisis, además se verificará la eficiencia de la configuración estructural
encontrada.
Se realizarán las recomendaciones necesarias para que durante la
instalación y el funcionamiento de los equipos no se tengan dificultades
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relacionadas con el desempeño estructural de la edificación que va a ser
utilizada.
3. TRABAJOS REALIZADOS
3.1. TRABAJOS DE CAMPO
La edificación objeto del presente estudio, se encuentra ubicada en la ciudad de
Quito, Sector San Carlos, Sitio Parque Inglés, Calles Pedro Alvarado y Fernando
Salvador N57-45-. Con el objeto de obtener los datos suficientes para la
realización de la simulación, y posterior análisis de comprobación, se realizó la
visita e inspección respectiva, durante la misma se tomaron datos
principalmente de geometría de secciones, configuración geométrica de la
estructura y cantidad de armadura de refuerzo.
Los principales aspectos observados en la visita se muestran a continuación:
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3.1.1. DESCRIPCION DE LA ESTRUCTURA
La edificación es una estructura de 5 plantas, de Hormigón Armado con
pórticos espaciales, losas alivianadas con un espesor de 25 cm, con vigas
descolgadas de 30 x 35 cm y 30 x 45 cm, las columnas tienen una dimensión
de 35 x 45 cm, y están distribuidas en las dos direcciones de la estructura.
La estructura se encuentra separada en dos bloques, uno con un área en
planta de 218.31 m2 y el otro con 93.92 m2 de área. Entre los dos bloques se
pudo encontrar una junta de construcción.
El acceso a los diferentes niveles se hace por medio de gradas de hormigón
armado.
Las configuraciones en planta son las que se muestran en el siguiente
esquema:
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3.2. TRABAJOS DE GABINETE
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Luego de realizados los trabajos de campo se tienen los datos respectivos para
iniciar la simulación numérica en el programa SAP2000 V15.0.0 ultimate, se
utilizarán además las disposiciones de la Norma Ecuatoriano de la Construcción
NEC 2010, en cuanto a hipótesis de carga y métodos de análisis.
3.2.1. ANALISIS DE CARGAS
Se detallara a continuación el cálculo de cargas para la realización de la
simulación, tomando en cuenta las bases entregadas por parte del
contratista, las disposiciones detalladas en el NEC 2010, y los pesos propios
de cada elemento. Los valores asumidos y calculados para cada tipo de
hipótesis de carga se detallarán a continuación.
Entre los tipos de hipótesis que van a ser utilizadas son las de cargas vivas,
cargas muertas y cargas sísmicas.
3.2.1.1. Carga Muerta
Los casos particulares de carga muerta a ser tomados en cuenta se han
dividido en cinco, Peso Propio de la Estructura, Peso Propio de
Mampostería, Peso Propio de Acabados de Piso y Paredes, Peso de
Instalaciones, y Peso Propio de Equipos e Infraestructura a ser Instalados,
los mismos que serán ingresados como cargas distribuidas o como cargas
puntuales dependiendo de la forma de acción de la carga sobre la
estructura.
El peso propio de la estructura se calcula directamente en el
programa, con las características físicas y geométricas ingresadas
para los diferentes elementos estructurales.
El peso propio de mampostería se calculó como un porcentaje de
área en planta respecto al área total en planta de construcción, se
asumió un valor de 10%, el cual será distribuido por metro cuadrado
de losa.
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El peso propio de acabados se asumió un valor de 20 kg, distribuidos
en las losas por cada metro cuadrado de área.
Para el peso propio de acabados se asumió un valor de 10 kg,
distribuidos en las losas por cada metro cuadrado de área.
El peso propio de Equipos e Infraestructura a ser instalados se tomó
de la información entregada por parte del contratista, como se
detalla a continuación.
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3.2.1.2. Carga Viva
Los estados de cargas vivas han sido evaluados de acuerdo a las
disposiciones del NEC 2010, y a los valores de carga entregados por parte
del contratista, las mismas que serán ubicadas en la estructura
dependiendo de su forma de acción.
El valor asumido como carga viva será aplicado de manera
distribuida sobre las losas de las 5 plantas.
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El valor asumido como carga viva producida por los equipos a ser
instalados será aplicada de manera distribuida sobre la loseta, que
se halla ubicada sobre la losa de cubierta de la edificación. Estos
valores son los que fueron recibidos como datos por parte del
contratista.
3.2.1.3. Carga Sísmica
La carga sísmica va a ser evaluada de acuerdo a las disposiciones del NEC
2010, los aspectos tomados en cuenta en al análisis serán detallados a
continuación.
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Dónde:
Factor de Zona (Z): Depende de la ubicación geográfica de la
edificación, y se escoge un valor de acuerdo a la zona
correspondiente. En este caso es la zona IV y el valor de Z es 0.4.
Factor de Importancia (I): Depende del tipo de uso, destino e
importancia de las de edificación. Para el proyecto actual se
considera una edificación clasificada como “Otras estructuras”, el
valor de I es 1.
Factor de Reducción de Respuesta (R)=Se define en función del
tipo de sistema estructural, para un “Sistema de pórticos
espaciales sismo-resistentes de hormigón armado con vigas
descolgadas” es igual a 10.
Factores S y Cm, de tipo de suelo: Son definidos considerando el
tipo de suelo en el que se sitúa la estructura, para “Suelos
Intermedios” S es igual a 1.2 y Cm es igual a 3.
Periodo de Vibración (T)= Es el periodo de natural de vibración
aproximado de la estructura se calcula con la siguiente fórmula,
T=Ct (hn)^(3/4), donde Ct depende del tipo de estructura , hn es la
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altura del edificio medida desde la base de la estructura, Ct es
igual a 0.08 y hn es 16.25 m
Factores de Irregularidad en Planta (Фp) y Elevación (Фe):
Dependen de la geometría de la estructura, se ven afectado en una
mayor medida en cuanto las irregularidades son mayores, Фp es
igual a 1 y Фe es igual a 1
Para una mejor calidad en la simulación tomando en cuenta la
afectación de las fuerzas sísmicas, se va a ingresar además el
espectro de respuesta elástica correspondiente.
3.2.1.4. Combinaciones de carga
Las combinaciones de carga utilizadas, según el ACI318-05 son:
1) 1.4 D
2) 1.2D + 1.6L
3) 1.2D + L +/- S
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
Sa [
g]
T[s]
ESPECTRO DE RESPUESTA
(1,25.I.Z.S^S)/T
I.Z.Cm
I.Z/2
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4) 0.9D +/- S
3.2.2. ANALISIS DE SECCIONES Y MATERIALES
3.2.2.1. Propiedades de los Materiales
Para el análisis se utilizó hormigón y acero de refuerzo estructural con
las siguientes características:
3.2.2.2. Propiedades Geométricas de los Elementos
Estructurales
Para los elementos tipo VIGAS1 y VIGAS2, se utilizó la siguiente
geometría:
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Para los elementos tipo COLUMNA, se utilizó la siguiente geometría:
La cuantía de acero utilizada es la que se pudo constatar en la visita de
campo, y es la que se ingresó para la simulación numérica en el programa
SAP2000 v15.
Para los elementos tipo LOSA, se utilizó la siguiente geometría
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Para los elementos tipo LOSETA, se utilizó la siguiente geometría
Para los elementos tipo TAPAGRADA, se utilizó la siguiente
geometría:
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4. RESUMEN FINAL
Luego de realizada la simulación numérica, con todos los parámetros antes
mencionados, y utilizando las hipótesis respectivas, se va realizar el reporte de
resultados y las recomendaciones respectivas.
4.1. REPORTE GRAFICO DEL ANALISIS ESTRUCTURAL
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4.2. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Luego de la inspección de campo realizada, se verificó las dimensiones
reales de los elementos estructurales así como el estado en el que se
encuentra la edificación. Se pudo constatar que se encuentran en un estado
muy bueno, con una configuración estructural adecuada
Se pudo constatar además la cantidad de armadura longitudinal y
transversal existente, la misma que se encuentra protegida de las
afectaciones externas, con una capa suficiente de recubrimiento.
Se halla que las armaduras encontradas en vigas, losas y columnas son
suficientes, para soportar las cargas mayoradas que se utilizaron para la
realización de la simulación.
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Como conclusión se tiene que la edificación tiene la suficiente capacidad
estructural para soportar las cargas de la central a ser instalada. Solamente
cumpliendo con las normas de seguridad propias del proceso constructivo.
Atentamente;
Ing. Galo Cueva
RP: 1001-11-1033782
5. REFERENCIAS
Norma Ecuatoriana de la Construcción, NEC 2010
Reglamento para Concreto Estructural, ACI318-05
