Tercer Informe de Prcticas pre-Profesionales en KAIROZ CONSTRUCTORA E.I.R.L en la elaboracin de proyectos a nivel de Perfil y Expediente Tcnico

UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZN FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Y ARQUITECTURA E.A.P INGENIERIA CIVILTercer Informe de Prcticas pre-Profesionales en KAIROZ CONSTRUCTORA E.I.R.L en la elaboracin de proyectos a nivel de Perfil y Expediente TcnicoResponsable: Wilson Diter aupa Tello

Wilson_19_06@hotmail.com01/07/2015

Ao de la Diversificacin productiva y del fortalecimiento de la educacin

Universidad Nacional Hermilio Valdizan Facultad de Ingeniera Civil y Arquitectura E.A.P de Ingeniera Civil.

ASESOR EXTERNO PPPIng. Cabrera Mora Euler Hector

ASESOR INTERNO PPPIng. Zevallos Huaranga Jorge

PRACTICANTEaupa Tello, Wilson Diter

ndiceDEDICATORIAI-1AGRADECIMIENTOSI-1DOCUMENTOS ADMINISTRATIVOSI-1CARTA DE PRESENTACIN DEL ALUMNOI-1CARTA DE ACEPTACIN DE LA EMPRESAI-1CARTA DE ACEPTACIN DEL ASESOR INTERNO DE PRCTICASI-1CARTA DE ACEPTACIN DEL ASESOR EXTERNO DE PRCTICASI-1INTRODUCCINI-1I.TTULO ANTECEDENTES Y LIMITACIONESI-21.1.TTULOI-21.2.ANTECEDENTESI-21.3.LIMITACIONESI-2II.JUSTIFICACIN E IMPORTANCIAII-22.1.DE LA FUNCIN REALIZADAII-22.2.DE LA FORMULACINII-32.3.DE LAS NORMAS EMPLEADASII-3III.OBJETIVOSIII-33.1.OBJETIVO GENERALIII-33.2.OBJETIVO ESPECFICOIII-3IV.MARCO TERICOIV-44.1.METRADO DE CARGASIV-44.1.1.METRADO DE CARGAS LINEALESIV-44.2.ANALISIS DE CARGAS ESTATICASIV-44.2.1.CARGAS ESTATICASIV-44.3.REQUISISTOS DE RESISTENCIA Y DE SERVICIOIV-114.3.1.GENERALIDADESIV-114.3.2.RESISTENCIA REQUERIDAIV-124.3.3.RESISTENCIA DE DISEOIV-124.3.4.RESISTENCIA MINIMA DEL CONCRETO ESTRUCTURALIV-124.3.5.RESISTENCIA DE DISEO PARA EL REFUERZOIV-134.4.DISEO DE CONCRETO ARMADOIV-134.4.1.DISEO POR FLEXIONIV-134.4.2.DISEO POR FLEXOCOMPRESINIV-144.4.3.DISEO POR CORTANTEIV-154.5.CONCEPTOS BSICOSIV-16V.ACTIVIDADES DESARROLLADASV-15.1.DISEO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALESV-15.1.1.CARACTERISTICAS: MODULO 8 TALLERESV-15.2.DISEO DE VIGASV-35.2.1.DISEO POR FLEXINV-65.3.DISEO DE LOSAS ALIGERADASV-95.3.1.Diseo por flexinV-105.3.2.Verificacin por corteV-115.3.3.Refuerzo por temperaturaV-115.3.4.Control de FisuracinV-115.4.DISEO DE COLUMNASV-125.4.1.Diseo por flexocompresinV-125.4.2.Diseo por cortanteV-145.5.DISEO DE CIMENTACINV-16VI.CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONESVI-16.1.CONCLUSIONESVI-16.2.RECOMENDACIONESVI-1VII.BIBLIOGRAFAVII-2

ASESOR EXTERNO PPPIng. Cabrera Mora Euler Hector

ASESOR INTERNO PPPIng. Zevallos Huaranga Jorge

PRACTICANTEaupa Tello, Wilson Diter

DEDICATORIAEstas labores van dedicadas en primer lugar a Dios, mis Padres y mi Familia por su infinito apoyo. A mis grandes maestros cuyas palabras an siguen enseando con el paso del tiempo. Y a mis entraables amigos que acompaan cada etapa de mi vida con su respaldo incondicional.

AGRADECIMIENTOS

A Dios, a mi padre quien en vida fue: Leonardo aupa Zavala, a mi madre: Maximiliana Tello Segovia; quien es el motivo para despertarme lleno de fuerzas para seguir adelante, mis hermanos; por todo el cario y compresin que siempre me brindan junto con su respaldo y apoyo incondicional, y por todo lo recibido durante los aos vividos.A la Universidad Nacional Hermilio Valdizn por todas las enseanzas impartidas en mi formacin acadmica y por haberme brindado todas las facilidades para la consecucin de mis objetivos trazados.A los docentes que se esforzaron por impartirme los conocimientos que adquir en las aulas de nuestra Facultad.Al Ing. Jorge Zevallos Huaranga e Ing. Euler Hector Cabrera Mora, por la orientacin y la informacin que me vienen brindando durante mis Prcticas Pre profesionales de manera satisfactoria.A la empresa KAIROS CONSTRUCTORA E.I.R.L. por la oportunidad brindada para poder realizar mis Prcticas Pre-Profesionales en la elaboracin de proyectos a nivel de Perfil y Expediente Tcnico en forma particular en esta etapa en la elaboracin del diseo estructural cuyo nombre del proyectoes: MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS EDUCATIVOS DE LA I.E. 34032 MARTIRES DE RANCAS DE LA LOCALIDAD DE SAN ANTONIO DE RANCAS, DISTRITO DE SIMON BOLIVAR - PASCO - PASCOAgradezco a mis mejores amigos, por todos los consejos y enseanzas recibidas durante los aos de estudio en la UNHEVAL.

DOCUMENTOS ADMINISTRATIVOSCARTA DE PRESENTACIN DEL ALUMNOPara la realizacin de prcticas Pre-Profesionales por parte del Ing. Jorge Zevallos Huaranga, Decano de la Facultad Ing. Civil y Arquitectura, al practicante Wilson Diter aupa Tello.CARTA DE ACEPTACIN DE LA EMPRESAPara la realizacin de prcticas Pre-Profesionales por parte de la empresa: KAIROS CONSTRUCTORA E.I.R.L, al practicante Wilson Diter aupa Tello.CARTA DE ACEPTACIN DEL ASESOR INTERNO DE PRCTICASDe Asesoramiento Interno en la realizacin de las prcticas Pre-Profesionales por parte del Ing. Jorge Zevallos Huaranga, al practicante Wilson Diter aupa Tello.CARTA DE ACEPTACIN DEL ASESOR EXTERNO DE PRCTICASDe Asesoramiento Externo en la realizacin de las prcticas Pre-Profesionales de parte del Ing. Euler Hctor Cabrera Mora, al practicante Wilson Diter aupa Tello.Todos los documentos se presentaron en un folder previa una solicitud anexando el historial de notas cuya funcin es de cumplir con los crditos mnimos para la realizacin de prcticas.

INTRODUCCIN

El presente informe hace mencin la descripcin de todas las actividades desarrolladas durante este bimestre, en la empresa; KAIROS CONSTRUCTORA, en esta oportunidad haciendo trabajos de ingeniera tal es el diseo estructural del proyecto MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS EDUCATIVOS DE LA I.E. 34032 MARTIRES DE RANCAS DE LA LOCALIDAD DE SAN ANTONIO DE RANCAS, DISTRITO DE SIMON BOLIVAR - PASCO - PASCO Luego de haber realizado el anlisis estructural de todos los mdulos de la I.E. N 34032 de San Antonio de Rancas, es necesario realizar el diseo estructural de cada elemento: vigas, columnas, cimentacin, aligerado, etc. teniendo en cuenta los esfuerzos internos de cada uno de ellos y siguiendo las pautas de la norma E.060-Concreto armado.El desarrollo se hace mediante captulos el cual explico a continuacin:Comienza con los aspectos generales, describiendo cargas, combinaciones de cargas segn E.060, y diseo de elementos ssmico de elementos estructurales segn norma E.060- Concreto Armado.En el segundo aspecto se mencionan la justificacin e importancia de la funcin realizada y del planteamiento o la formulacin del Proyecto, seguido por los objetivos, Marco Terico.El principal captulo del presente informe est centrado en el captulo V Actividades desarrolladas el cual involucra en su contenido las actividades realizadas en gabinete todo referente al anlisis y diseo del mensionado proyecto.Se cierra el presente informe con las conclusiones y recomendaciones respectivas captadas de la experiencia en este ltimo bimestre de prcticas pre profesionales.

TTULO ANTECEDENTES Y LIMITACIONESTTULOTercer Informe de Prcticas Pre Profesionales, en la empresa: KAIROS CONSTRUCTORA E.I.R.L, durante la elaboracin de Perfiles y Expedientes Tcnicos.ANTECEDENTESDE LA ORGANIZACIN DE LA PRCTICA:El Decano de la Facultad de Ingeniera Civil y Arquitectura, presenta al alumno Wilson Diter aupa Tello, ante la empresa KAIROS CONSTRUCTORA E.I.R.L, para que el alumno pueda realizar sus Prcticas Profesionales en dicha institucione.La empresa KAIROS CONSTRUCTORA E.I.R.L autorizan la iniciacin de prcticas del alumno en la como ASISTENTE Y APOYO TCNICO EN LA ETAPA DE IDENTIFICACIN, FORMULACIN Y EVALUACIN; DURANTE LA ELABORACIN DE PROYECTOS A NIVEL DE PERFIL Y EXPEDIENTE TCNICO.Se da conocimiento a la Universidad Nacional Hermilio Valdizn en el folio presentado por el alumno junto a todos los requisitos que la normatividad legal impone.LIMITACIONESLas Principales limitaciones son:La falta de datos reales, debido a la falta de sismgrafos en el Per.Falta de criterio estructural en los planos de arquitectura.JUSTIFICACIN E IMPORTANCIADE LA FUNCIN REALIZADA Continuando con mis prcticas Pre-Profesionales, para esta oportunidad se tuvo el Diseo estructural de los mdulos de la I.E. N 34032 de San Antonio de RancasPara la Elaboracin del estudio definitivo (Expediente Tcnico), es necesario contar con un buen anlisis y posterior un adecuado diseo, que estn acorde con las normas peruanas: E.030 Diseo Sismorresistente, E.060 Concreto armado, E.070 Albailera, E.020 Cargas.Es de mucha importancia desarrollar estudios definitivos de acuerdo a la normatividad vigente, respetando sus lineamientos y condiciones mnimas de calidad para tener como resultado obras y proyectos de calidad.La compatibilidad que se desarrolla entre un perfil tcnico, expediente tcnico y rea de trabajo con la finalidad no provocar errores y omisiones en la ejecucin del proyecto (Ampliaciones de Plazo, Adicionales de Obra, etc).DE LA FORMULACINEl proyecto consiste en el diseo estructural de una edificacin cuyo nmero de pisos es de hasta tres conformado por sistema estructural es mixto a base de columnas y muros portantes, con entrepiso unidireccional aligerado, cobertura a dos aguas en base a vigas estructurales de concreto armado y losa aligerada, la cimentacin es a base de zapatas, vigas de cimentacin, cimiento corrido y sobrecimiento reforzado, debido a que la capacidad portante es muy bajo wt=1.09kg/cm2 y profundidad de cimentacin es de 2.10m segn estudio de suelos.El diafragma rgido, es una losa aligerada de 20 cm de espesor, siendo una estructura integrada, que responde a los esfuerzos propios de cargas aplicadas por su uso. La disposicin en planta de las viguetas del aligerado es paralela al sentido X o Y dependiendo de la orientacin de los mdulos, debido a los requerimientos de ambientes y a la disposicin de los ejes. La cimentacin consiste en cimentacin corrida y armada, para muros de albailera y columnas respectivamente. La cimentacin cumple la funcin de formar un diafragma rgido continuo integrando a los elementos verticales y compatibilizando sus desplazamientos laterales.DE LAS NORMAS EMPLEADASReglamento Nacional de edificaciones RNE-2009.Norma Tcnica de Edificacin de Cargas E.020.Norma Tcnica de Diseo Sismo Resistente E.030.Norma Tcnica de Edificacin de Concreto Armado E.060.Especificaciones de ACI 318-05

OBJETIVOSOBJETIVO GENERALComplementar la formacin acadmica recibida durante el periodo de formacin de pre-grado con la prctica.Poner en prctica los conocimientos adquiridos en la universidad desempendome de manera eficiente y responsable en la prctica, aportando as en bien de nuestra institucin.Tener buen desenvolvimiento en el ejercicio de nuestra profesin frente a nuestra sociedad y retos futuros.OBJETIVO ESPECFICOFormulacin de Perfiles y Expedientes tcnicos bien estructurados y sustentados con la reglamentacin correspondiente a las observaciones hechas en los proyectos.Identificar qu puntos son los ms reincidentes en las falencias al momento de hacer el anlisis y diseo estructural.Plasmar el estado real de la estructura o del edificio para tener un buen anlisis y consecuentemente un buen diseo estructural. Elaborar un buen sistema estructural acorde con las normas vigentes.Determinar todos los estudios de ingeniera para no tener inconvenientes durante la ejecucin de Obra.Saber la capacidad portante del suelo y la profundidad de cimentacin para un ptimo anlisis y diseo de cada elemento estructural.Llevar a cabo las funciones de asistencia tcnica en la formulacin de los proyectos con responsabilidad y seriedad.Disear segn los parmetros de la norma E.060 Concreto Armado cada elemento estructural y hacer las verificaciones por servicio y por resistencia ltima segn cada elemento estructural.MARCO TERICOMETRADO DE CARGASMETRADO DE CARGAS LINEALESEl metrado de cargas se desarrollara de acuerdo a los requerimientos de la Norma Peruana de Cargas E-020 del Reglamento Nacional de Edificaciones.Las edificaciones y todas sus partes debern ser capases de resistir cargas que se le imponga como consecuencia de su uso previsto. Estas actan en combinaciones prescritas y no deben causar esfuerzos ni deformaciones que excedan los sealados para cada material estructural en su norma de diseo especfica.CARGA MUERTAEs la carga permanente que lo conforman los materiales, dispositivos de servicio, equipo, Tabiques, etc.CARGA VIVAEs la Sobrecarga carga mvil, esta carga se toma de acuerdo a los anlisis realizados por los investigadores de acuerdo al tipo de estructura a la cual va estar sometida la estructura.CARGA SISMICASon sometidos todas las edificaciones de acuerdo al tipo de Estructura. En nuestro caso se tiene una clasificacin de tipo A por albergar a personas en caso de Terremotos.ANALISIS DE CARGAS ESTATICASCARGAS ESTATICAS1. La Norma E.020 indica los diferentes tipos de cargas a utilizar y las combinaciones a tener en cuenta, asimismo nos indica los esfuerzos y deformaciones que se generan como resultado de la aplicacin de las cargas, las cuales no debern exceder los valores estipulados para cada material estructural segn la norma de diseo correspondiente.Para realizar el metrado de cargas debemos tener en cuenta lo siguiente:CARGA MUERTAMaterialesSe considerar el peso real de los materiales que conforman la edificacin y los que soportan la edificacin, calculados en base a los pesos unitarios que aparecen en la siguiente tabla, pudindose emplear pesos unitarios menores cuando se justifiquen debidamente.El peso real se podr determinar por medio de anlisis o usando los datos indicados en los diseos y catlogos del fabricante. PESOS UNITARIOS

MATERIALESPESO (Kg/m3)

Concreto de Simple de: GRAVA2300

Concreto Armado2400

Dispositivos de servicios y EquiposSe considerar el peso de todos los dispositivos de servicio de la edificacin.TabiquesSe considerar el peso de todos los tabiques, usando los pesos reales en las ubicaciones que indican los planos.Tabiqueria mvilEl peso de tabiques mviles se incluir como carga viva equivalente uniformemente repartida por metro cuadrado, con un mnimo de 0.50kPa (50 kgf/m2), para divisiones livianas mviles de media altura y de 1kPa (100Kgf/m2), para divisiones livianas mviles de altura completa.CARGA VIVACarga viva mnima repartidaSe usaran como mnimo los valores que se establece en la siguiente tabla.CARGAS MINIMAS REPARTIDAS

USO U OCUPACIONCAPACIDAD REPARTIDAS (Kgf/m2)

BaosIgual a la carga principal del resto del rea,

sin que sea necesario que exceda a 300

Centros de Educacin

Aulas250

Talleres350

AuditorioDe acuerdo a los lugares de asambleas

Laboratorios300

Corredores y escaleras400

Carga viva del techoSe disearn los techos y las marquesinas tomando en cuenta las cargas vivas, las de sismo, viento y otras prescritas a continuacin.Las cargas vivas mnimas sern las siguientes:1. Para los techos con una inclinacin hasta de 3 con respecto a la horizontal, 1,0kPa (100 kgf/m2).Para techos con inclinacin mayor de 3, con respecto a la horizontal 1,0 kPa (100kgf/m2) reducida en 0.05 kPa (5kgf/m2).Para techos curvos, 0,50 kPa (50 kgf/m2)Para techos con coberturas livianas de planchas onduladas o plegadas, calaminas, fibrocemento, material plstico, etc., cualquiera sea su pendiente, 0,03 kPa (30 kgf/m2), excepto cuando el techo pueda haber acumulacin de nieve, en cuyo caso se aplicar lo indicado en el Articulo11.NieveLa estructura y todos los elementos de techo que estn expuestos a la accin de la carga de nieve sern diseados para resistir las cargas producidas por la posible acumulacin de la nieve en el techo. La sobrecarga de nieve en una superficie cubierta es el peso de la nieve que, en las condiciones climatolgicas ms desfavorables puede acumularse sobre ella.La carga de nieve debe considerarse como carga viva. No ser necesario incluir en el diseo el efecto simultneo de viento y carga de nieve.Carga bsica de nieve sobre el suelo (Qs).- para determinar este valor, deber tomarse en cuenta condiciones geogrficas y climticas de la regin donde se ubicara la estructura. La carga bsica se establecer de un anlisis estadstico de la informacin disponible en la zona, para un periodo medio de retorno de 50aos (probabilidad anual del 2% de ser excedida.)El valor mnimo de la carga bsica de nieve sobre el suelo (Qs) ser de 40Kgf/m2.Carga de nieve sobre los techos (Qt).- para techos a una o dos aguas con inclinaciones menores a o iguales a 15 (pendientes 27%) y para techos curvos con una relacin flecha/luz 0.1 o ngulo vertical menor o igual 10 (calculando desde el borde hasta el centro).La carga de diseo (Qt), sobre la proyeccin horizontal, ser:

Para techos a una o dos aguas con inclinaciones comprendidas entre 15 y 30 la carga de diseo (Qt), sobre la proyeccin horizontal ser:

VientoVelocidad de diseo del viento hasta 10m. De altura ser la velocidad mxima adecuada a la zona de ubicacin de la edificacin pero no menos de 75 Km/h. la velocidad de diseo del viento en cada altura de la edificacin se obtendr con:

Donde.Vh = es la velocidad de diseo en la altura h, en Km/hV = es la velocidad de diseo hasta 10m de altura en Km/hH = es la altura sobre el terreno en metrosLa carga exterior (presin o succin): ejercida por el viento se supondr esttica y perpendicular a la superficie sobre la cual se acta. Se calcular de la expresin:

Donde:Ph = es la presin o succin del viento en una altura h en Kg/m2C = factor de forma a dimensional indicado en la tabla.

Cargas unitarias EmpleadasLas cargas unitarias empleadas en los clculos, son de acuerdo a lo dispuesto en la NTE E.020, las cuales son los siguientes:TABLA DE CARGAS UNITARIAS

Peso especfico del concreto simple2.3Tn/m3

Peso especfico del concreto armado2.4Tn/m3

Aligerado h=0.200.3Tn/m2

Aligerado h=0.250.35Tn/m2

Aligerado h=0.170.28Tn/m2

Enlucido o revoque de mortero de cemento e=1.5cm0.03Tn/m2

Piso pulido e=2"0.115Tn/m2

Ladrillo pastelero 25x25x30.044Tn/m2

Albailera de arcilla cocida hueca1.35Tn/m3

Cobertura de teja andina (eternit)0.05Tn/m2

Cielorraso suspendido de triplay0.0075Tn/m2

Sobrecarga en centros educativos

Aulas0.25Tn/m2

Laboratorios0.3Tn/m2

Sala de lectura Biblioteca0.3Tn/m2

Sala de computo0.35Tn/m2

Corredor y escaleras0.4Tn/m2

Talleres0.35Tn/m2

Techos0.05Tn/m2

Metrado de cargas uniformemente repartida

REQUISISTOS DE RESISTENCIA Y DE SERVICIOGENERALIDADESLas estructuras y los elementos estructurales debern disearse para obtener en todas sus secciones resistencias de diseo () por lo menos iguales a las resistencias requeridas (Ru), calculadas para las cargas y fuerzas amplificadas en las combinaciones que se estipulan en la Norma E.060. En todas las secciones de los elementos estructurales deber cumplirse:

Las estructuras y los elementos estructurales debern cumplir adems con todos los dems requisitos de esta E.060, para garantizar un comportamiento adecuado bajo cargas de servicio.RESISTENCIA REQUERIDALa resistencia requerida para cargas muertas (CM) y cargas vivas (CV) ser como mnimo:

Si en el diseo se tuvieran que considerar cargas de sismo (CS), adems de la combinacin anterior, la resistencia requerida ser como mnimo:

No ser necesario considerar acciones de sismo y de viento simultneamente.Las estimaciones de los asentamientos diferenciales, flujo plstico del concreto, retraccin restringida, la expansin de concretos de retraccin compensada o cambios de temperatura deben basarse en una determinacin realista de tales efectos durante la vida til de la estructura.RESISTENCIA DE DISEOLas resistencias de diseo () proporcionada por un elemento, sus conexiones con otros elementos, as como sus secciones transversales, en trminos de flexin, carga axial, cortante y torsin, deben tomarse como la resistencia nominal calculada de acuerdo con los requisitos y suposiciones de esta Norma, multiplicada por los factores de reduccin de resistencia especificados a continuacin.

RESISTENCIA MINIMA DEL CONCRETO ESTRUCTURALPara el concreto estructural, fc no debe ser inferior a 170Kg/cm2, salvo para concreto estructural simple (no menor a 140Kg/cm2). No se establece un valor mximo para fc salvo que se encuentre restringido por alguna disposicin especfica de esta Norma tales como:Concreto en elementos resistentes a fuerzas inducidas por sismoLa resistencia especificada a la compresin del concreto, fc, no debe ser menor que 210 Kg/cm2.La resistencia especificada a la compresin del concreto, fc, no debe ser mayor que 550 Kg/cm2.RESISTENCIA DE DISEO PARA EL REFUERZOLos valores de usados en los clculos de diseo no deben exceder de 5500 Kg/cm2, excepto para los aceros de preesforzado, para los refuerzos transversales en espiral en 10.9.3, el refuerzo por cortante y torsin (no deben exceder a 4200 Kg/cm2). Para los elementos con responsabilidad ssmica (El refuerzo de acero longitudinal y transversal en todos los elementos con responsabilidad ssmica ser corrugado y deber cumplir con las disposiciones de ASTM A 706M. Se permite el empleo de acero de refuerzo ASTM A 615M, grados 280 y 420).DISEO DE CONCRETO ARMADOPara el caso de las edificaciones convencionales se suele hacer el dimensionamiento de secciones y establecer cuantas de refuerzo teniendo en cuenta el estado lmite ltimo de rotura o agotamiento, lo que se denomina Diseo por Resistencia.Posteriormente se realiza la comprobacin de estos valores para asegurarnos del cumplimiento de estas frente a los estados lmites de servicio. Se procede de esta manera ya que se debe tener en cuenta el no poner en riesgo a los ocupantes de estas edificaciones y asegurarnos de que sus componentes estructurales sean capaces de resistir las cargas a las que sern sometidas en su vida til.DISEO POR FLEXIONPara el diseo por flexin debemos tener en cuenta de considerar secciones crticas tanto para los momentos negativos (a la cara de los apoyos) como para los momentos positivos (al interior de la luz del elemento). A continuacin nombraremos las cuatro hiptesis bsicas a tener en cuenta para el diseo por flexin:Las secciones planas permanecen planas (Hiptesis de Navier). Esta hiptesis se cumple slo para vigas esbeltas y deja de tener validez para vigas de gran peralte.No existe deslizamiento entre el acero de refuerzo y el concreto alrededor suyo, es decir las deformaciones en ambos elementos se consideran iguales.Se puede despreciar la resistencia en traccin del concreto.Los esfuerzos del acero y concreto pueden ser calculados a partir de sus deformaciones a travs de las relaciones constitutivas del acero y del concreto.Como se vio inicialmente, el diseo en concreto armado pasa por la comparacin entre las resistencias suministradas versus las resistencias requeridas. Para ello se debe calcular entonces las resistencias nominales y afectarlas por el factor de reduccin de carga. En este caso se alcanzar esta resistencia nominal cuando el acero llegue al esfuerzo de fluencia o cuando el concreto llegue a su deformacin mxima. El tipo de falla depender entonces de la cuanta de acero que se coloque en la seccin.Definimos el trmino cuanta como la relacin entre el rea de acero de refuerzo en una seccin y el rea de la misma:

Donde: Cuanta de acero rea de acero de refuerzo Ancho de la seccin (base) Peralte efectivo de la seccinA partir de lo mencionado anteriormente podemos establecer las siguientes definiciones:Falla de Traccin (Sub reforzado): En este caso el acero entra el fluencia antes de que el concreto alcance la deformacin mxima . La falla de traccin es dctil.Falla Balanceada: Lmite entre las fallas de traccin y compresin. Este estado permite calcular la cantidad de acero (Asb) que produce la falla balanceada de una seccin. , segn E.060.La Norma E060 establece una cuanta mnima tal que se garantice que la resistencia de la seccin fisurada sea por lo menos 1.5 veces mayor que el momento flector causante del agrietamiento en dicha seccin.Falla de Compresin: Cuando el concreto alcanza la deformacin mxima antes que el acero entre en fluencia. Es un tipo de falla frgil y la Norma no permite este tipo de fallas en elementos que trabajan a flexin.DISEO POR FLEXOCOMPRESINExisten muchas combinaciones de carga axial y momento flector que pueden agotar la capacidad de una columna dado que el momento nominal de una columna depende de la carga axial y viceversa. Al aumentar las cargas exteriores tambin lo harn las fuerzas en la seccin de la columna produciendo una eventual falla de la misma. Si se previene una falla temprana por cortante, existen tres posibilidades de falla por flexo compresin, estas son:Falla a excentricidad constante: Cuando la carga axial y el momento crecen a la misma velocidad.Falla a carga axial constante: Cuando se incrementa el momento y la carga axial se mantiene casi constante.Falla a momento constante: Cuando se incrementa la carga axial y el momento flector se mantiene casi constante.Sabemos que es posible determinar algunas ecuaciones con las que se puede calcular la resistencia de una seccin si se tiene la geometra y la distribucin del refuerzo o si contamos con las solicitaciones requeridas Pu, Mu tambin se puede determinar el refuerzo necesario. Estas ecuaciones son bastantes complejas, por lo que se simplifica utilizando un Diagrama de Interaccin tanto para el anlisis como para el diseo. Estos diagramas describen completamente la resistencia de una seccin sometida a flexo compresin y se construyen siguiendo las mismas hiptesis utilizadas para el diseo por flexin. El procedimiento es sencillo, consta bsicamente en asumir una seccin reforzada y construir el Diagrama de Interaccin afectando los valores nominales con el factor y el factor (correspondiente a la carga axial). Una vez obtenido esto slo basta con identificar los pares Mu y Pu (obtenidos de las combinaciones) que se encuentren dentro del diagrama de diseo.

Disgrama de interaccin nominal y de diseoDISEO POR CORTANTEE concreto no falla por corte sino por los esfuerzos de traccin diagonal originados por las cargas externas, por lo tanto la resistencia al corte depende de la resistencia en traccin del concreto. Lo ideal es hacer prevalecer la falla por flexin que es una falla dctil y no sbita como lo es una falla por corte (Diseo por Capacidad). La capacidad en corte de una seccin reforzada viene dada por el aporte tanto del acero de refuerzo como del concreto, es decir:

Dnde:Resistencia nominal a corteResistencia a corte del concreto, Resistencia al corte del estribo perpendicular al eje del elemento

rea del refuerzo por corte, s: espaciamiento del refuerzo.Podemos concluir que una seccin al no resistir las fuerzas cortantes ltimas, debe presentar estribos perpendiculares a manera de refuerzo.

CONCEPTOS BSICOS

Resistencia de Fluencia: Resistencia a la fluencia mnima especificada o punto de fluencia del refuerzo. La resistencia a la fluencia o el punto de fluencia deben determinarse en traccin, de acuerdo con las Normas Tcnicas Peruanas (NTP) aplicables, con las modificaciones de 3.5 de esta Norma.Resistencia de diseo: Resistencia nominal multiplicada por el factor de reduccin de resistencia que corresponda.Mdulo de elasticidad: Relacin entre el esfuerzo normal y la deformacin unitaria correspondiente, para esfuerzos de traccin o compresin menores que el lmite de proporcionalidad del material.Resistencia especificada a la compresin del concreto (fc): Resistencia a la compresin del concreto empleada en el diseo y evaluada de acuerdo con las consideraciones del E.060, expresada en MPa. Cuando dicha cantidad est bajo un signo radical, se quiere indicar slo la raz cuadrada del valor numrico, por lo que el resultado est en MPa.Peralte efectivo o Altura til de la seccin (d) La distancia medida desde la fibra extrema en compresin hasta el centroide del refuerzo longitudinal sometido a traccin.Resistencia Nominal: Resistencia de un elemento o una seccin transversal calculada con las disposiciones e hiptesis del mtodo de diseo por resistencia de esta Norma, antes de aplicar el factor de reduccin de resistencia.ACTIVIDADES DESARROLLADASDISEO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALESLuego de haber realizado el modelo matemtico, posteriormente el anlisis estructural, se procede hacer el diseo estructural, teniendo en cuenta los requerimientos mnimos de la norma E.060- Concreto Armado, desde las vigas, losas aligeradas, columnas y cimentacin.El el procedimiento del diseo estructural se realiz en hojas de clculo, teniendo en consideracin todas las ecuaciones de compatibilidad y equilibrio. Para todos los mdulos del proyecto se hizo el mismo procedimiento, de manera de ejemplo se explicar el MODULO 8 TALLERES.CARACTERISTICAS: MODULO 8 TALLERES

Vista 3D del mdulo 8 Talleres

EJE 1-1 MODULO 8

PLANTA CORRESPONDIENTE AL MODULO 8DISEO DE VIGASLas vigas son elementos cuya funcin principal es la de transmitir las cargas de gravedad hacia las placas y columnas; adems cumplen con la funcin de absorber los esfuerzos generados por las deformaciones laterales de los prticos en los que se encuentran producidos por los sismos. Las vigas sern diseadas para resistir esfuerzos de flexin y corte, considerando el efecto de las cargas de gravedad y sismo, para ello consideraremos las siguientes combinaciones:

En el ETABS se hizo estas combinaciones segn E.060, y su correspondiente combinacin de envolventes:

A manera de ejemplo se mostrar el diseo de la viga del segundo nivel V-2 (0.32x0.65m)

Envolvente de Momento Flector en tn-m para viga V-2DISEO POR FLEXIN Luego del anlisis por cargas de gravedad y considerando el efecto del sismo en la estructura se obtiene las resistencias requeridas. A partir de ellas podemos comenzar el diseo por flexin.1. Acero mnimoEl acero mnimo a colocar en vigas rectangulares tal que el momento resistente sea mayor que el momento de agrietamiento, viene dado por la siguiente frmula, segn Norma E.060:

Acero necesario

Mu (-) = -21.22 Ton-m (Extremo derecho)

Mu (+) = 15.52 Ton m (Centro de la Viga)

Requisitos para armados de vigas sismorresistentes: Deber existir refuerzo continuo a todo lo largo de la viga, constituido por dos barras tanto en la cara superior como en la inferior.La resistencia a momento positivo (extremo inferior de la barra) en la cara del nudo no debe ser menor que 1/3 de la resistencia a momento negativo (Extremo superior) provista en dicha cara.

La resistencia a momento negativo y positivo en cualquier seccin a lo largo de la longitud del elemento deben ser mayores de un cuarto de la mxima resistencia a momento proporcionada en la cara de cualquiera de los nudos.

DETALLE FINAL DE VIGA

DISEO DE LOSAS ALIGERADASEl uso de losas aligeradas es muy comn en nuestro pas, siendo estas una variante de las losas nervadas, con la diferencia que los espacios entre viguetas de concreto son completados con bloques de arcilla o ladrillos de techo. El diseo de losas aligeradas se realiza considerando nicamente las cargas de gravedad (muertas y vivas) que actan sobre ellas, las que originan a su vez esfuerzos de flexin y corte.Este diseo se hace por vigueta, con un ancho inferior de 0.10m, ancho superior de 0.40m y altura total de h=0.20m, por ello en las zonas de momentos negativos la vigueta se comportar como una viga rectangular de 0.10cm de ancho y en la zona de momentos positivos se comportar como una viga rectangular de 0.40m de ancho.

Dimensiones de una vigueta tpicaPara el anlisis de cargas y obtener las resistencias requeridas, se utilizar la siguiente combinacin:

Se mostrar a manera de ejemplo el diseo de un pao de losa aligerada ubicado entre los ejes B y D del mdulo 8.Segn el libro de Concreto Armado 1 del Ing. Gianfranco Ottazzi se tiene que el acero mnimo exigido por la Norma Peruana es muy elevado y la experiencia nos ha demostrado que los aligerados con armaduras negativas por debajo del mnimo exigido en la tabla precedente, se han comportado satisfactoriamente. En este caso puede utilizarse, como alternativa, un acero mnimo igual a 1.3 veces el rea de acero requerida por clculo.

Diagrama de momento flector (DMF)Diseo por flexin

Verificacin por corte

Refuerzo por temperatura

Control de FisuracinLa fisuracin es uno de los estados lmites de servicio el cual debemos controlar al someter los elementos estructurales a esfuerzos de flexin. Debemos recordar que bajo cargas de servicio los esfuerzos en el concreto no deberan exceder de 0.5f`c aproximadamente. Es importante controlar las fisuras para evitar la corrosin en el refuerzo y la sensacin de inseguridad para los ocupantes de las edificaciones. Para ello se calcula el valor del parmetro Z, donde

DISEO DE COLUMNASLas columnas trabajan resistiendo principalmente fuerzas axiales tanto de compresin como de traccin, el diseo de las mismas se hace considerando los efectos de corte, cargas axiales y momentos flectores, a estos ltimos dos efectos combinados se le denomina flexo compresin y el diseo es similar al diseo por flexin. Una manera de diferenciar el comportamiento de una columna con una viga es calcular la carga axial que soporta, si (Ag: rea bruta de la seccin) el elemento deber disearse por flexin, caso contrario se disear por flexocompresin. A manera de ejemplo se disear la columna C-12 (Cuya seccin T en rea equivale a: 0.45x50m) del mdulo 8.Diseo por flexocompresinLas columnas sern diseadas para resistir cargas axiales y esfuerzos de flexin y corte como se mencion anteriormente, considerando el efecto de las cargas de gravedad y sismo, para ello consideraremos las siguientes combinaciones:

Entonces las cargas para el primer piso se tienen:CARGAPM2M3

CM-37.58-0.1070.488

CV-11.16-0.0620.128

SISMXX67.480.4484.222

SISMYY2.099.640.036

Cuyas combinaciones son las siguientes:COMBINACIONESX - XY - Y

Pu (tn)M2 (tn-m)M3 (tn-m)Pu (tn)M2 (tn-m)M3 (tn-m)

Comb11.4CM+1.7CV71.59-0.2550.90171.590.255-0.901

comb21.25(CM+CV)+CS128.41-0.659-3.45163.029.851-0.735

comb31.25(CM+CV)-CS-6.550.2364.99258.84-9.428-0.806

comb40.9CM+CS101.31-0.544-3.78235.919.736-0.404

comb50.9CM-CS-33.660.3514.66131.74-9.543-0.475

Env. min (Pu (+compresin)128.41-0.659-3.78271.59-9.543-0.901

Env. max (Pu (-traccin)-33.660.3514.99231.749.851-0.404

Para el diseo por flexo compresin se utilizarn los Diagramas de interaccin, la norma limita la cantidad de acero longitudinal a cuantas entre 1% y 6% del rea bruta de la seccin. En la figura siguiente se muestran los diagramas de interaccin finales para ambas direcciones, para una distribucin de refuerzo de 125/8, lo que da una cuanta aproximada del 1.20% respetando as las secciones dadas por la Arquitectura y la cuanta mayor a 1%.Se observa que las cargas aplicadas son bsicamente fuerzas axiales, y que en ambos casos la seccin presenta gran capacidad para admitir a las cargas ltimas a pesar de contar slo con la cuanta mnima. Tambin se aprecia que el diagrama para momentos flectores con direccin en X es ms holgado.

Diagrama de interaccin en la direccin YY

Diagrama de interaccin en la direccin XXDiseo por cortanteLa fuerza cortante de diseo (Vu) ser determinada a partir de los momentos nominales (Mn) en los extremos de la luz libre asociados a la fuerza axial (Pu) que de cmo resultado el mayor momento nominal posible. Las resistencias nominales de flexin se determinan a partir del diagrama de interaccin respectivo para cada una de las direcciones de anlisis.

Donde Mninf y Mnsup son los momentos nominales inferiores y superiores en los extremos de la altura libre h de la columna. Hay que tener en cuenta que la Norma limita el refuerzo mximo de acero a la resistencia en corte de una seccin con la siguiente expresin:

Si Vu excede el valor de Vumax se deber aumentar la resistencia del concreto o en su defecto se deber modificar las dimensiones de la seccin de la columna. Esta limitacin tiene su razn de ser en el hecho de evitar la falla del concreto comprimido antes de que se inicie la fluencia del refuerzo de acero (estribos).Al igual que en el diseo por corte de vigas se debe calcular la resistencia aportada tanto por el concreto como por el refuerzo, para el primer caso la Norma propone la siguiente expresin:

DISEO DE CIMENTACINLa cimentacin es la estructura encargada de transmitir las cargas de los elementos verticales al terreno, estas cargas producen un esfuerzo que no debe ser mayor al esfuerzo admisible del terreno para as evitar asentamientos en el terreno no deseables. Para poder realizar el diseo de la cimentacin es necesario tener informacin acerca de las propiedades del terreno, para lo cual es necesario valernos de un Estudio de Mecnica de Suelos (EMS) a partir del cual podamos elegir el tipo de cimentacin adecuada teniendo. Para la elaboracin del presente documento se asumieron caractersticas correspondientes al terreno donde ser ubicado el proyecto y estas son:

En el siguiente proyecto se tienen diferentes tipos de cimentacin como son: zapatas aisladas, zapatas conectadas y zapatas combinadas. A manera de ejemplo se presenta el diseo de la zapata aislada Z-2 la cual recibe a la Columna C-12 (0.37x0.72).

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONESCONCLUSIONESANALISISPara iniciar el anlisis ssmico se debi asumir un valor de factor de reduccin Rx=3, Ry=8, por tener una edificacin en cuyo sistema estructural predominan prticos en la direccin Y y albailera en la direccin X; adems de considerarla regular. Luego de realizar el anlisis correspondiente se corroboraron ambas suposiciones; por un lado el edificio posee una configuracin estructural regular tanto en planta como en altura.El anlisis ssmico realizado en los distintos mdulos cumplieron con la exigencia del cortante mnimo en la base debe ser mayor o igual al 80% del cortante esttico.El anlisis ssmico realizado en los distintos mdulos cumplieron con la exigencia de analizarse hasta alcanzar una masa superior al 90% de las masas participantes en ambas direcciones.Los modelos realizados para representar el MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS EDUCATIVOS DE LA I.E. 34032 MARTIRES DE RANCAS DE LA LOCALIDAD DE SAN ANTONIO DE RANCAS, DISTRITO DE SIMON BOLIVAR - PASCO - PASCO cumplen los requisitos de desplazamiento lateral exigidos en la norma E030.DISEOEn cuanto al diseo por corte de las vigas, en la mayora de los casos, el espaciamiento de los estribos est gobernado por las reglas de confinamiento para vigas sismorresistente.Las columnas principales del edificio tienen como mnimo una seccin transversal cuya rea supera los 2000cm2, lo que asegura una adecuada rigidez que mantiene a las columnas lejos de la condicin de esbeltez, de la misma forma los efectos de segundo orden pierden importancia al cumplir con los lmites de deriva mxima exigidos por la Norma E030.RECOMENDACIONESLos modelos deberan de ser lo mas real posible de tal manera que nos den resultados reales consecuentemente un buen anlisis y un adecuado diseo.Los resultados debes ser verificados segn norma de diseo sismorresistente, tales como: cortante en la base, masas participantes, desplazamientos.La etapa de modelamiento y anlisis estructural es muy importante, ya que un buen diseo depender de estos.

BIBLIOGRAFA

Reglamento Nacional de Edificaciones-2009.NDS E.030 Diseo Sismorresistente.E.060 Diseo de Concreto Armado.E.070 Albailera.Normas Tcnicas para el Diseo de Locales de Educacin Bsica regular Primaria - Secundaria 2009.Apuntes del curso concreto armado I Gianfranco Ottazzi Pasino-2012.