análisis comparativo del diseño sismorresistente de una

Análisis comparativo del diseño sismorresistente deuna edificación de concreto armado de 7 pisos en lima

empleando la Norma E030 (versión 2016 vs versión 2003)

Item Type info:eu-repo/semantics/bachelorThesis

Authors Quispe Enciso, Marco Antonio; Terry Rajkovic, Luis Felipe

Publisher Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)

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http://hdl.handle.net/10757/621899

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS

FACULTAD DE INGENIERÍA

INGENIERÍA CIVIL

ANÁLISIS COMPARATIVO DEL DISEÑO

SISMORRESISTENTE DE UNA EDIFICACIÓN DE

CONCRETO ARMADO DE 7 PISOS EN LIMA

EMPLEANDO LA NORMA E030 (VERSIÓN 2016 VS

VERSIÓN 2003)

Tesis para optar el Título de Ingenieros Civiles, que presentan los Bachilleres:

Estructuración y diseño sísmico

Marco Antonio Quispe Enciso

Luis Felipe Terry Rajkovic

Ing.Henry León

Lima, Mayo de 2017

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS (UPC) – ING. CIVIL

Página 2

Agradecimientos

Este espacio ha sido reservado para expresar nuestra gratitud a las personas que nos apoyaron durante

el desarrollo de esta investigación.

Nuestro asesor, Henry León, nos orientó siempre hacia adelante y mostró una gran paciencia en las

revisiones de cada capítulo. Sus ideas y sugerencias han hecho que este trabajo sea más claro y concreto

y que en un futuro pueda servir a nuestros colegas a entender las implicancias prácticas del cambio de

norma.


Página 3

Dedicatoria

Me gustaría dedicar este proyecto a mis padres Elsa y Emilio, y mis dos hermanos, Sandy y Miguel

sobre todo a mi madre que me apoyo en todo momento.

Marco Quispe Enciso

Dedico esta investigación a mi familia y a nuestro compañero Sergio Bayona que siempre nos alentó

a seguir adelante.

Luis Felipe Terry Rajkovic


Página 4

Resumen

Los últimos sismos ocurridos en el Perú y el resto del mundo han demostrado que aun hay mucho que

mejorar en la normativa sismorresistente. Esta norma debe ir afinándose buscando la viabilidad

económica del proyecto a la misma vez que garantize la seguridad de las personas.

Antes de la descripción del trabajo se debe saber que desde Enero del 2016 ha entrado en vigencia una

nueva versión de la norma de diseño sismorresistente E030 (2016) proponiendo cambios con respecto

a la versión predecesora que se explicarán en la presente tesis. En el presente trabajo se realizará el

análisis y diseño de 3 edificaciones de características similares; la primera, con la versión anterior de

la norma sismorresistente E030 (2003); la segunda, teniendo la edificación en la zona 4 con la norma

vigente E030 (2016); la tercera también con la norma vigente pero con la diferencia de que la

edificación se encontrará en la zona 3. Luego se procederá a realizar los diseños de los elementos

principales de las 3 edificaciones para luego realizar el cálculo de las dimensiones de placas, columnas,

vigas, y el acero que estas tendrán en cada edificación. El propósito es saber qué influencia tienen los

cambios que presenta la versión de la norma E030 actual (2016) en volumen y cantidad de acero y

concreto para las edificaciones analizadas.

Para la evaluación de los 3 casos, se realizará un análisis comparativo de los aspectos más importantes

como fuerza basal, momentos, derivas, dimensiones y cuantías. Es decir se analizará si los cambios en

la norma sismorresistente implican grandes variaciones en estos factores. Al final, se realizará un

análisis de materiales de concreto y acero de cada estructura diseñada anteriormente para tener una

idea del porcentaje en que pueden variar los costos del casco de una edificación al diseñarse con la

versión de la norma 2016, con diferente zonificación del proyecto, respecto a la versión de la norma

2003.


Página 5

TABLA DE CONTENIDO

AGRADECIMIENTOS ....................................................................................................................................................... 2

DEDICATORIA ................................................................................................................................................................ 3

RESUMEN ...................................................................................................................................................................... 4

TABLA DE CONTENIDO ................................................................................................................................................... 5

1. GENERALIDADES ................................................................................................................................................. 15

1.1 INTRODUCCION ............................................................................................................................................................. 15

1.2 ALCANCES .................................................................................................................................................................... 16

1.3 OBJETIVO GENERAL ........................................................................................................................................................ 16

1.4 OBJETIVOS ESPECIFICOS .................................................................................................................................................. 16

1.5 METODOLOGÍA DE INVESTIGACIÓN ................................................................................................................................... 17

2. ORIGEN Y CAMBIOS DE LA NORMA DE DISEÑO SISMORRESISTENTE EN EL PERÚ ............................................... 20

2.1 NECESIDAD DE LA NORMA EN EL PERÚ ............................................................................................................................... 20

2.1.1 Definición, origen e importancia del sismo en el Perú ...................................................................................... 20

2.2CAMBIOS DE LA NORMA DE DISEÑO SISMORRESISTENTE EN EL PERÚ ......................................................................................... 22

2.2.1Cambios y aportes en el tiempo de la norma sismorresistente en el Perú ........................................................ 22

2.3MODELO ACTUAL DE NORMA ............................................................................................................................................ 37

2.3.1 Variaciones propuestas por la nueva norma E030 (2016) para edificaciones de concreto armado ................ 37

3. ESTRUCTURACIÓN DEL EDIFICIO BASE ................................................................................................................ 41

3.1 EDIFICACIONES DE 7 PISOS .............................................................................................................................................. 41

3.2 DESCRIPCION DE LA EDIFICACION ...................................................................................................................................... 45

3.3 PREDIMENSIONAMIENTO ................................................................................................................................................ 47

4. ANÁLISIS SÍSMICO DE LAS 3 EDIFICACIONES ....................................................................................................... 50

4.1 METRADO DE CARGAS .................................................................................................................................................... 50

4.2PARAMETROS SISMICOS .................................................................................................................................................. 52

4.3ACELERACION ESPECTRAL SA ............................................................................................................................................. 54

4.4 CONSIDERACIONES DEL ANALISIS ...................................................................................................................................... 57

4.5 RESULTADO DE DERIVAS DE LOS 3 MODELOS ....................................................................................................................... 57

4.6 MODIFICACION DE DIMENSIONES DE PLACAS PARA ANALISIS ................................................................................................... 63


Página 6

4.7 FUERZAS CORTANTE EN PLACAS DE LOS 3 CASOS .................................................................................................................. 65

5. DISEÑO DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES PRINCIPALES DE LAS ESTRUCTURAS DE LOS 3 MODELOS ............ 69

5.1 DISEÑO DE PLACAS DE LOS 3 CASOS ................................................................................................................................... 69

5.1.1 Diseño de placas para el Caso 1 ....................................................................................................................... 71

5.1.1.1 Diseño de Placa 1 con Norma Anterior E030 (2003) ..................................................................................... 71

5.1.1.2 Diseño de Placa 2 con Norma Anterior E030 (2003) ..................................................................................... 74

5.1.2 Diseño de placas para el Caso 2 ....................................................................................................................... 77

5.1.2.1 Diseño de Placa 1 con Norma Vigente E030 (2016) en Zona Z4 .................................................................... 77


5.1.3 Diseño de placas para el Caso3 ........................................................................................................................ 83



5.1.4 Análisis Comparativo de Fuerzas en Placas ...................................................................................................... 88

5.2DISEÑO DE COLUMNAS DE LOS 3 CASOS .............................................................................................................................. 89

5.2.1 Diseño de columnas para Caso 1 ...................................................................................................................... 90

5.2.2Diseño de columnas para Caso2 ........................................................................................................................ 92

5.2.3 Diseño de columnas para Caso 3 ...................................................................................................................... 94

5.2.4 Análisis Comparativo de Fuerzas en Columna P3 ............................................................................................. 96

5.3 DISEÑO DE CIMENTACION PARA LOS 3 CASOS ...................................................................................................................... 97

5.4 DISEÑO DE VIGAS PARA LOS 3 CASOS ............................................................................................................................... 103

5.4.1 Diseño de Viga V-4 para el Caso 1 .................................................................................................................. 104

5.4.2Diseño de Viga V-4 para el Caso 2 ................................................................................................................... 106

5.4.3Diseño de Viga V-4 para el Caso 3 ................................................................................................................... 107

6. RESULTADOS COMPARATIVOS DE RATIOS DE LOS 3 CASOS DE LAS EDIFICACIONES ANALIZADAS .................... 109

6.1 MATERIALES PARA LA EDIFICACION CON LA NORMA ANTERIOR .............................................................................................. 109

6.1.1Cantidad de acero ........................................................................................................................................... 109

6.1.2Cantidad de concreto ...................................................................................................................................... 110

6.2MATERIALES PARA LA EDIFICACION CON NORMA VIGENTE EN ZONA 4 ..................................................................................... 111



6.3MATERIALES PARA LA EDIFICACION CON NORMA VIGENTE EN ZONA 3 ..................................................................................... 112



6.4 CUADROS COMPARATIVOS DE MATERIALES POR CASO ........................................................................................................ 114

7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ............................................................................................................ 121


Página 7

7.1 CONCLUSIONES ........................................................................................................................................................... 121

7.2 RECOMENDACIONES .................................................................................................................................................... 124

BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................................................................ 125

ANEXO A: METRADO DE CARGAS MUERTAS Y VIVAS DE LA EDIFICACIÓN .................................................................. 127

ANEXO B: PLANODE ENCOFRADO TÍPICO................................................................................................................... 131

ANEXO C: PLANOS DE PLACAS ................................................................................................................................... 132

ANEXO D: PLANO DE COLUMNAS .............................................................................................................................. 133

ANEXO E: REACCIONES EN LA BASE ........................................................................................................................... 134

ANEXO F: PLATEA DE CIMENTACIÓN.......................................................................................................................... 135

ANEXO G: METRADO DE CARGAS DE VIGAS ............................................................................................................... 136

ANEXO H: PLANO DE VIGAS ....................................................................................................................................... 138

ANEXO I: TABLA DE CÁLCULOS DE MATERIALES PARA CONCRETO Y ACERO .............................................................. 139


Página 8

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 3.1 : Extracto de tabla de Resumen de Zonificación Residencial del Distrito 40

Tabla 3.2 : Verificación de columnas posterior 45

Tabla 3.3 : Verificación de columnas central 46

Tabla 3.4 : Verificación de columnas frontal 46

Tabla 4.1 : Resumen de metrados de elementos por piso. 47

Tabla 4.2 : Resumen de metrados de por piso 47

Tabla 4.3 : Pesos totales obtenidos del metrado de cargas realizado 48

Tabla 4.4 : Pesos de elementos del modelo realizado 48

Tabla 4.5 : Pesos totales obtenidos del modelo realizado 48

Tabla 4.6 : Resumen de factores a usar en el caso 1 49



Tabla 4.9 : Tablas de aceleracion epectral para distintos periodos de los 3 casos 51

Tabla 4.10 : Principales modos de vibracion y masa paraticipativa 55

Tabla 4.11 : Desplazamiento para ambas direcciones en el caso 1 58



Tabla 4.14 : Derivas máximas utilizando las mismas placas para los 3 casos 60




Tabla 4.18 : Tabla resumen de dimensiones de las placas para los 3 casos 63

Tabla 4.19 : Fuerza Cortante para Placas en Dirección X-X 63

Tabla 4.20 : Fuerza Cortante para Placas en Dirección Y-Y 64

Tabla 4.21 : Comparativo entre caso1 y caso2 /caso 1 y caso 3 65

Tabla 4.22 : Factores de amplificación en la dirección X-X para caso1, caso2 y caso 3 65

Tabla 4.23 : Factores de amplificación en la dirección Y-Y para caso1, caso2 y caso3 66

Tabla 5.1 : Cargas Actuantes en Ton y Momentos Flectores Actuantes y Resistentes 71

Tabla 5.2 : Valores para el diseño por cortante 72




Página 9





Tabla 5.9 : Cargas Actuantes en Ton y Momentos Flectores Actuantes y Resistentes 3 83

Tabla 5.10 : Valores para el diseño 84

Tabla 5.11 : Cargas Actuantes en Ton y Momentos Flectores Actuantes y Resistentes 3 86


Tabla 5.13. Comparativo de Fuerzas en Placa 1 87

Tabla 5.14. Comparativo de Fuerzas en Placa 2 88




Tabla 5.18. Comparativo de Fuerzas en Columna P3 95

Tabla 5.19 : Carga axial transmitida a la platea para el caso 1 96



Tabla 5.22 : Momento flectores debido al sismo en direccion X-X transmitidos a la platea para el caso

1 97

Tabla 5.23 : Momento flectores debido al sismo en direccion Y-Y transmitidos a la platea para el caso

1 98


2 98


2 99


3 99


3 99

Tabla 5.28 : Esfuerzo sobre el terreno para combinacion critica sin sismo 100

Tabla 5.29 : Esfuerzo sobre el terreno para combinacion critica con sismo en direccion X-X 101

Tabla 5.30 : Esfuerzo sobre el terreno para combinacion critica con sismo en direccion Y-Y 101


Página 10

Tabla 5.31 : Momentos resistentes al volteo de la cimentacion 102

Tabla 5.32 : Verificacion por volteo de la cimentacion 102

Tabla 6.1 : Resultados de metrados para acero en el caso 1 106

Tabla 6.2 : Resultados de metrados para concreto en el caso 1 107





Tabla 6.7 : Resultados comparativos de los 3 casos en cantidad de concreto 110

Tabla 6.8 : Resultados comparativos de los 3 casos en porcentaje de influencia 111

Tabla 6.9 : Resultados comparativos de los 3 casos en cantidad de acero 112

Tabla 6.10 : Resultados comparativos de los 3 casos en porcentaje de influencia 113

Tabla 6.11 : Resultados comparativos de los 3 casos en costo de concreto 114

Tabla 6.12 : Resultados comparativos de los 3 casos en costo de acero 115

Tabla 6.13 : Ratio m3 de concreto por m2 de area techada por elemento 116

Tabla 6.14 : Ratio kg de acero por m2 de area techada por elemento 116


Página 11

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 2.1 : Máximas intensidades símicas en el Perú 21

Figura 2.2 : Mapa de zonificación sísmica 1970 25

Figura 2.3 : Mapa de zonificación anterior 26

Figura 2.4 : Mapa de nueva zonificación 31

Figura 2.5 : Comparativo de la zonificación 35

Figura 3.1 : Zonificación del Distrito de Miraflores 40

Figura 3.1.1 : Cuadro ampliado 40

Figura 3.2 : Comparativo de metrados 42

Figura 3.3 : Vista de edificacion terminada 43

Figura 3.4 : Vista en planta de Arquitectura 44

Figura 3.5 : Arquitectura piso típico 44

Figura 3.6 : Estructuración piso típico 45

Figura 4.1 : Aceleración espectral de la edificación (caso1) 53



Figura 4.4 : Comparativo de celeracion espectral de las 3 edificaciones 53

Figura 4.5 : Modelo base de edificación con el software ETABS 56

Figura 4.6 : Modo de vibracion 1-Direccion X-X 57

Figura 4.7 : Modo de vibracion 2-Direccion Y-Y 58

Figura 4.8 : Modo de vibracion 3-Rotacion 58

Figura 5.1 : Placa en el sentido x-x 67

Figura 5.2 : Placa en el sentido y-y 68

Figura 5.3 : Diagrama de Fuerzas Cortantes y Momentos Flectores de los Pisos Inferiores de la Placa

Crítica en Dirección X-X 69

Figura 5.4 : Diagrama de Interacción de la Placa Mostrando la Carga Axial y los Momentos Flectores

Actuantes en en el primer nivel 70


2 Crítica en Dirección Y-Y 72


Actuantes en el primer nivel 73


Página 12






Crítica en Dirección Y-Y 78








Crítica en Dirección Y-Y 84



Figura 5.15 : Planta Típica de la Edificación Mostrando la Columna P3 86

Figura 5.16 : Diagrama de Fuerzas Axiales y Momentos Flectores de la Columna P3 87

Figura 5.17 : Diagrama de Interacción de la Columna mostrando la Carga Axial y los Momentos

Flectores Actuantes en el primer nivel 88


Figura 5.19 : Diagrama de Interacción de la Columna Mostrando la Carga Axial y los Momentos



Figura 5.21 : Diagrama de Interacción de la Columna Mostrando la Carga Axial y los Momentos


Figura 5.22 : Viga V-4 a analizar 101

Figura 5.23 : Norma anterior-Viga V4-Diagrama de Momento Flectores en Ton.m y fuerza Cortante

en Ton 101

Figura 5.24 : Norma vigente-Viga V4-Diagrama de Momento Flectores en Ton.m y fuerza Cortante

en Ton 103


Página 13

Figura 5.25 : Norma vigente en zona Z4-Viga V4-Diagrama de Momento Flectores en Ton.m y fuerza

Cortante en Ton 104

Figura 6.1 : Porcentaje de influencia del concreto de los principales elementos para los 3 casos 112

Figura 6.2 : Porcentaje de influencia del acero de los principales elementos para los 3 casos 113

Figura 6.3 : Costo total del concreto de la edificacion para los 3 casos 114

Figura 6.4 : Costo total del acero de la edificacion para los 3 casos 115


Página 14

ÍNDICE DE CUADROS

Cuadro 2.1 : Coeficiente sísmico U según región y tipo de construcción 22

Cuadro 2.2 : Valores de k según tipos de estructuras 23

Cuadro 2.3 : Valores de T según tipos de estructuras 24

Cuadro 2.4 : Valores de z según mapa 26

Cuadro 2.5 : Valores de uso U, según edificación 26

Cuadro 2.6 : Valores de S y Tp según suelo 26

Cuadro 2.7 : Valores de Rd según tipo de edificio 27

Cuadro 2.8 : Valores de Rd según tipo de edificio 28

Cuadro 2.9 : Valores de z según zonificación 29

Cuadro 2.10 : Valores de U según edificación 29

Cuadro 2.11 : Valores de S según tipo de suelo 29

Cuadro 2.12 : Valores de R según edificio 30

Cuadro 2.13 : Valores de Ct según tipo de estructura 31

Cuadro 2.14 : Valores limites de derivas 31

Cuadro 2.15 : Comparativo entre valores sísmicos de 1977 y 1997 33

Cuadro 2.16 : Comparativo de valores del R y Rd. 33

Cuadro 2.17 : Comparativo de las distorsiones admisibles 34

Cuadro 2.18 : Comparativo del parámetros S del suelo. 35

Cuadro 2.19 : Factor de amplificacion sismica de Norma anterior 36

Cuadro 2.20 : Factor de amplificacion sismica de Norma Vigente 36

Cuadro 2.21 : Coeficiente R de la norma anterior 37

Cuadro 2.22 : Coeficiente R de norma vigente 37

Cuadro 4.1 : Maximas derivas permitidas 60


Página 15

1. Generalidades

1.1 Introduccion

El Perú está ubicado en el cinturón de fuego, es así que nuestro país es un lugar propenso a que ocurran

movimientos sísmicos fuertes. En la actualidad una nueva norma de diseño sismorresistente E030 ha

entrado en vigencia presentando cambios que se explicarán en el primer capítulo. A continuación, se

describirá los capítulos que tendrá la presente tesis para su desarrollo.

En el capítulo 2 se desarrolla el marco teórico de la presente tesis. Se analizarán los cambios que ha

tenido la norma E030 en el Perú, incluyendo la norma vigente (2016).

En el capítulo 3 se explica por qué se eligió una edificación de 7 pisos para el análisis y se presentará

la arquitectura base de las edificaciones, para luego realizar un predimensionamiento de los elementos

estructurales que la componen.

En el capítulo 4 se realiza un análisis sísmico dinámico básico de la estructura base y se evaluarán los

resultados. Para esto, primero se calculará el peso de sismo de la edificación base y se presentarán los

parámetros sísmicos para los tres casos a analizar, el primero empleando la versión 2003 de la norma

E.030 versión 2003, el segundo con la versión 2016 en zona 4 y el tercero con la versión 2016 en zona

3 junto con su respectiva gráfica de aceleración espectral. Luego se ajustarán los elementos de los tres

casos para tener una holgura sísmica (derivas similares), obteniendo así tres estructuras distintas, y se

procederá a hacer un análisis comparativo de fuerza cortante en las placas para los 3 casos.

En el capítulo 5 se realiza el diseño de los principales elementos estructurales para los 3 casos que son

placas, columnas, vigas y cimentación, para poder tener un comparativo de cuánto es que cambia el

diseño de una edificación con respecto a las otras.

En el capítulo 6, se desarrolla tablas comparativas de los metrados de materiales que se tienen para los

3 casos, en cantidad de acero y en cantidad de concreto para los elementos principales como lo son

laslosas, vigas, columnas, placas y cimentación.


Página 16

Por último, en el capítulo 7, se presentan las conclusiones y recomendaciones de esta investigación

para remarcar en qué puedeinfluir en futuros proyectos estructurales la introducción de la nueva

versión de la norma E030 2016.

1.2 Alcances

En el presente trabajo se presenta 3 alcances que se tendrá y que son los siguientes:

Realizar el diseño de 3 edificaciones de 7 pisos, con diferentes parámetros sismorresistentes

obtenidos según la versión 2003 de la norma E.030, la versión 2016 de la misma norma en la

zona 4 y la versión 2016 de la misma en la zona 3.

Realizar un analisis comparativo de las 3 edificaciones en cuanto a desplazamientos, fuerzas

cortantes, momentos entre otros.

Realizar un análisis comparativo en cuanto a costos de concreto y acero utilizado para las 3

edificaciones con los diseños realizados.

1.3 Objetivo general

El objetivo general de la presente tesis es el de realizar un análisis comparativo del diseño

sismorresistente de tres estructuras de concreto armado diseñadas bajo los lineamientos de la versión

vigente de la norma de diseño sismorresistente E.030 (2016) y la versión anterior (2003). Para ello, se

realizará la comparación de las variaciones en cuanto a fuerzas obtenidas para las tres estructuras y en

la cantidad de concreto y acero en los elementos que componen la estructura. Al final se concluirá con

un análisis comparativo de costos de partidas de concreto y acero y ratios.

1.4 Objetivos Especificos

Los objetivos específicos que se tienen en la presente tesis son los siguientes :

1. Explicar la importancia de la Norma de Diseño Sismorresistente E.030 y describir los cambios que

ha tenido a lo largo de los años

2. Definir los cambios introducidos por la versión vigente de la norma E.030 respecto a su

predecesorapara edificaciones de concreto armado

3. Describir las características de la edificación base y especificar los parámetros sísmicos a utilizar

para cada uno de los 3 casos a analizar


Página 17

4. Estructurar las 3 edificaciones a partir de la edificación base, manteniendo todas la misma holgura

sísmica (derivas similares), en cuanto a derivas, analizar y diseñar las edificaciónes con la norma

vigente E030 (2016), en zonificación sísmica 3 y zonificación 4, y con la versión anterior a esta

(2003)

5. Realizar un análisis comparativo de cantidad de concreto en los elementos estructurales que

componen las edificaciones con los resultados obtenidos de los análisis realizados

6. Realizar un análisis comparativo de cantidad de acero en los elementos estructurales que componen

las edificaciones con los resultados obtenidos de los análisis realizados

7. Realizar un análisis de variación de costo de partidas de concreto y acero y de ratiosconcreto/area_techada

y acero/área_techada entre los 3 casos analizados

1.5 Metodología de investigación

Antes de realizar la metodología de investigación, se debe tener el problema de investigación o

hipotesis. Para eso hemos planteado las siguientes tres preguntas, las cuales se responderán en el

desarrollo de la tesis.

¿Qué implicancias tiene la introducción de la nueva versión de la norma sísmica peruana E030 (2016)

con respecto a la anterior (2003) en el Reglamento Nacional de Edificaciones 331-338 en edificios de

concreto armado en cuanto a los requisitos estructurales?, ¿En qué medida deben variar los elementos

estructurales en cuanto a concreto y acero para obtener la misma holgura sísmica (derivas similares)

en cuanto a derivas? Y ¿Cómo impacta esta variación en la cantidad de materiales a usarse?

Ahora con las preguntas hechas, estas serán resueltas siguiendo la siguiente metodología que se basa

principalmente en los siguientes puntos :

Recolectar información necesaria : se analizarán los cambios que ha tenido a través del tiempo la

norma de diseño sismorresistente E030 y las variaciones introducidas por la versión vigente (2016).

Modelación : Realizar el análisis sísmico de 3 estructuras distintas, todas con la misma holgura

sísmica (derivas similares) en cuanto a derivas, en el software ETABS (Extended Three

Dimensional Building Systems) utilizando los parámetros según la versión de la norma E.030

correspondiente para cada uno de los tres casos.


Página 18

Resultados : Interpretar los resultados obtenidos en el análisis sísmico para luego seguir con el

diseño de los principales elementos estructurales para las tres estructuras.

Análisis : con los diseños obtenidos se realizará un metrado de concreto y acero para cada caso y

se analizarán las estructuras en cuanto a fuerzas sísmicas, cantidad de concreto y cantidad de acero

requerido.

El proceso metodológico adoptado para establecer el desarrollo de la tesis más específicamente se

dividirá en cuatro fases.

Fase 1 :

Se detallará los cambios que ha tenido la norma E030 en el Perú a través del tiempo.

Analizar qué cambios han sido introducidos por la nueva verisón de la norma E.030 (2016) respecto

a su predecesora (2003). Con esto se tendrá conocimiento previo de cómo pueden variar algunos

parámetros.

Fase 2 :

Luego de realizar la fase 1 se presentará la descripción, ubicación, uso, número de pisos y otros

datos de la edificación base. Es importante recalcar que más adelante se obtendrán tres variaciones

distintas de esta edificación base, cada una con sus propios elementos estructurales.

Se procede a realizar el predimensionamiento de los elementos principales que componen la

estructura de la edificación base, basados en recomendaciones presentadas en el libro

Estructuración y Diseño de Edificaciones de Concreto Armado del Ing. Antonio Blanco Blasco.

Estas dimensiones serán utilizadas para realizar el análisis sísmico base.

Se elaborará el metrado de cargas vivas y muertas de la edificación base. Con estas cargas incluidas

en el modelo se podrá realizar el análisis sísmico para la edificación base.

Fase 3 :

En la fase 3 se presentarán los tres casos a analizar y los respectivos parámetros sismorresistentes

a utilizar para cada uno de ellos, dependiendo de la versión de la norma E.030 utilizada y la

zonificación en la que se encuentra la edificación.


Página 19

Con los parámetros sísmicos definidos se realizará el análisis sísmico dinámico para cada uno de

los tres casos.

Con el análisis sísmico realizado en el software ETABS se procede a calcular las derivas para cada

uno de los 3 casos. Teniendo estos resultados se modificarán los elementos estructurales para cada

una de los tres casos para que las derivas sean lo más parecido posible en los 3 casos, siempre

cumpliendo con los requerimientos en cuanto a derivas máximas permisibles para cada norma, ya

que así se realizará la comparación manteniendo la misma holgura en cuanto a requerimientos

sísmicos, obteniendo de esta manera 3 estructuras distintas.

De los modelos en ETABS se obtendrán las fuerzas a las que estarán sometidos los elementos de

las edificaciones para cada uno de los tres casos. Luego se procede a realizar el diseño de los

elementos principales: placas, columnas, vigas y cimentación.

Fase 4 :

Con los diseños de los elementos principales de los 3 casos, se procede a realizar los metrados de

estos en acero y concreto.

Se realizarán cuadros comparativos de qué cantidad de acero y concreto se requiere para cada caso

para así saber cuál de estos usa más materiales y qué tanto puede elevar o disminuir en costos un

proyecto de estas características.

Al final se analizará el impacto en concreto y acero producido por mantener la misma holgura

sísmica (derivas similares) en cuanto a derivas para los tres casos analizados.


Página 20

2. ORIGEN Y CAMBIOS DE LA NORMA DE DISEÑO

SISMORRESISTENTE EN EL PERÚ

En este primer capítulo se desarrolla la necesidad de la norma sísmica y los cambios e influencias que

ha tenido con los años. Además se realiza un análisis de los cambios que ha tenido la actual versión de

la norma E030 (2016) en el Reglamento Nacional de Edificacionescon respecto a la versión anterior

(2003).

2.1 Necesidad de la norma en el Perú

En el siguiente subcapítulo, se desarrolla la definición de sismo y su importancia en el Perú.

2.1.1 Definición, origen e importancia del sismo en el Perú

Un sismo es un movimiento brusco de la Tierra, que es causado por la liberación de energía acumulada

durante un largo tiempo. La energía es transmitida a la superficie en forma de ondas sísmicas que se

propagan en todas las direcciones1. Se debe entender que la tierra está conformada por decenas de

placas de aproximadamente 70km de grosor. Mientras pasan millones de años, estas placas se van

acomodando; todo esto ha originado los continentes que hoy en día se conoce. Pero cuando las placas

chocan entre sí, una pasa por debajo o arriba de la otra y esto origina cambios en la topografía. Sin

embargo, si el desplazamiento se dificulta, se comienza a acumular energía que se liberará cuando una

de las placas se mueva bruscamente originando el movimiento del suelo2.

Los sismos se suelen producir en zonas donde la concentración de fuerzas generadas por los límites de

las placas tectónicas ocasiona movimientos para su reajuste en el interior y en la superficie. Suelen

producirse al final de un ciclo denominado ciclosísmico, que es el período de tiempo durante el cual

1Cfr. SMIS 1

2 Cfr. UDC 1


Página 21

se acumula deformación en el interior de la Tierra que más tarde se liberará repentinamente. Dicha

liberación se corresponde con el terremoto, luego la deformación comienza a acumularse nuevamente3.

Existen algunas clases de sismos dependiendo de su origen4.

Volcánicos: Están relacionadas con erupciones volcánicas

Tectónicos: Originadas por ajuste en la litosfera

Batisismos: Se pueden deber a transiciones críticas de fase en las que materiales que subducen se

transforman bruscamente, al alcanzarse cierto valor de presión, en otros más compactos.

El Perú se ubica en el cinturón de fuego. Esto hace que las construcciones deban diseñarse de forma

adecuada para que soporte estos movimientos. Por ello, la importancia de tener una norma sísmica

para seguir correctamente el procedimiento de diseño.

Estos movimientos sísmicos del suelo se miden a través de un sismógrafo, el que registra la vibración

de la Tierra producida por el sismo. Este instrumento registra 2 tipos de onda: las superficiales, que

van a través de la superficie y las centrales, que van a través de la Tierra desde su profundidad.

Se ha recopilado información acerca de una larga lista de eventos sísmicos que ocasionaron grandes

destrucciones más que todo en la zona costera y andina. En la figura 1, en la imagen de la derecha se

puede observar un mapa con terremotos ocurridos en los últimos 5 siglos en el Perú y en la imagen de

la izquierda se observan las máximas intensidades sísmicas alcanzadas en cada región.

3 Cfr. Smis 1

4 Cfr. Smis 1


Página 22

Figura 2.1.Máximas intensidades símicas en el Perú. (Fuente: Antecedentes sísmico 1-2)

La ubicación del país en el cinturón de fuego lo hace suceptible a tener sismos, y es por esto que se

requiere de normas y especificaciones que puedan menguar los efectos de estos movimientos

aportando a la seguridad de las personas. Estas normas son mejoradas con los años recogiendo la

experiencia de los sismos que ocurren en todo el mundo. Como se observa en la figura 2.1 se hace

referencia a la cantidad de sismos que existen en el Perù y la magnitud que ha habido.

2.2Cambios de la norma de diseño sismorresistente en el Perú

En el siguiente subcapítulo, se desarrollará los cambios que ha tenido la norma sísmica desde su

creación en el Perú hasta la versión actual que se usa E030 (2016) en el Reglamento Nacional de

Edificaciones.

2.2.1Cambios y aportes en el tiempo de la norma sismorresistente en el Perú

En el Perú, los códigos de diseño y construcción son relativamente jóvenes. Hasta la primera mitad del

siglo XX, los diseños de las obras de infraestructura y vivienda se realizaban empíricamente o


Página 23

aplicando reglamentos y recomendaciones de Europa y Estados Unidos5. El primer código peruano de

diseño sísmico data de 1967 y la última versión corresponde al año 2016.

La elaboración de códigos de diseño sismo resistente se basa en la sismicidad de la zona, el avance

tecnológico disponible y la economía del país. La costa peruana está ubicada en una zona altamente

sísmica; por lo que necesariamente todas las edificaciones deben diseñarse y construirse con criterios

de resistencia sísmica. Los códigos de diseño, deben establecer un delicado equilibrio entre la

seguridad y economía, ya que no es económicamente factible elevar los niveles de seguridad

ilimitadamente6.

A continuación, se observaran las diferentes normas que han aparecido en los años posteriores a la

creación de la primera norma sismorresistente, estos son los siguientes:

1963: ACI introduce el diseño a la rotura

1964: Primer proyecto de norma peruana, basada en la SEAOC (StructuralEngineersAssociation of

California)

1970: Primera norma peruana

1977: Segunda norma peruana

1997: Tercera norma peruana

2003: Actualizacion de la tercera norma peruana

2016: Norma Vigente

5 Cfr. Blanco: conferencia

6Cfr. Blanco: conferencia


Página 24

A continuación, se desarrollarán las variaciones más importantes para la norma de 1970 es la

determinación de la fuerza sísmica lateral, calculada mediante la fórmula 2.1, por ello se usaba la

siguiente expresión7.

𝐻 = 𝑈 × 𝐾 × 𝐶 × 𝑃 … . . . (2.1)

Donde se tiene las siguientes variables:

H= Fuerza sísmica lateral

U= Coeficiente sísmico según la regionalización y uso de la edificación

K= Tipo de estructura (sistema estructural)

C= Factor del % de carga permanente más carga viva (función del periodo de la estructura)

P= Peso de la edificación

A continuación, se muestra el cuadro 1.1 que se usa obtener el coeficiente sísmico.

Región

1 2 3

Tipo de

construcción

A Viviendas rurales y viviendas populares

B 1 0.8 0.6

C 1.2 1 0.7

D

Estructuras especiales (reactores atómicos,

etc.)

Cuadro 2.1.Coeficiente sísmico U según región y tipo de construcción (Fuente: Conferencia, Blanco

Blasco)

Según se muestra en el cuadro 2.1, se calcularan los valores de U para incluirla en la formula de

cortante. A continuación, se especifican los tipos de construcciones para las categorías B y C:

7 Cfr. Blanco: conferencia


Página 25

B viviendas multifamiliares, unifamiliares, oficinas, etc.

C teatros, estadios, coliseos, colegios, etc., además de hospitales, cárceles

A continuación, se muestra el cuadro 2.2 donde se obtienen valores para el factor K.

K Tipo de estructura

1.33 Estructura tipo cajón con muros

1 Estructura mixta con muros y

pórticos

0.8

Estructura con pórticos dúctiles

para resistir el 25% del cortante en

la base

0.67 Estructuras solamente con pórticos

dúctiles

Cuadro 2.2.Valores de k según tipos de estructuras (Fuente: Conferencia, Blanco Blasco)

El valor de K es un valor que se halla según el cuadro 2.2, donde cada tipo de estructura tiene un valor

diferente. El valor C (factor que determina el porcentaje de la carga permanente más una parte de la

carga viva que debe tomarse para hallar el cortante sísmico en la base) se calcula mediante la ecuación

2.2.

𝐶 =0.05

√𝑇3 … … . . (2.2)


Página 26

Para el cálculo de T, que es el periodo de la estructura, se hará uso del siguiente cuadro 2.38.

T (seg.) Tipo de estructura

𝐶 =0.09×ℎ

√𝐷

Para estructuras

solamente con

pórticos

𝐶 =0.05×ℎ

√𝐷

Para estructuras

rígidas con gran

cantidad de muros

𝐶 =0.07×ℎ

√𝐷

Para estructuras

mixtas

Cuadro 2.3.Valores de T según tipos de estructuras (Fuente: Conferencia, Blanco Blasco)

Usando el cuadro anterior se puede calcular el valor de C, según el tipo de estructura que se tenga.

También es posible estimar el periodo multiplicando 0.1 por el número de pisos.

A continuación se observa en la figura 2.2 cómo era la distribución de la zonificación del país en el

año 1970.



Página 27

Figura 2.2.Mapa de zonificación sísmica 1970. (Fuente: Conferencia, Blanco Blasco)

En este caso no existe factor de amplificación de la fuerza, así que el profesional que realiza el proyecto

deberá determinar el aumento de los coeficientes sísmicos que se pudieran requerir según la naturaleza

del terreno9.

En 1977 se aprueba la incorporación de la norma básica de diseño sismorresistente al reglamento de

construcciones, la cual reemplaza a la anterior. En esta nueva versión de norma el cálculo de la cortante

total en la base se obtiene de la siguiente fórmula 2.3:

𝐻 =𝑍𝑈𝑆𝐶𝑃

𝑅𝑑… … . . (2.3)

Donde los coeficientes usados son los siguientes:

H= Fuerza sísmica lateral


Z= Factor debido a la zona

S= Factor debido al tipo de suelo



Página 28

C=Coeficiente sísmico


Rd = Coeficiente de reducción de fuerzas sísmicas

Además, en la figura 2.3 se observa el nuevo cambio de las zonificación sísmica respecto a la anterior

norma.

Figura 2.3.Mapa de zonificación. (Fuente: Conferencia, Blanco Blasco)

Para ello, se usaron los valores del parámetro Zque se encuentran en el cuadro 2.4, dependiendo de la

zona donde se encuentre ubicado el proyecto según el mapa de zonificación10.

Zonificación

zona 1 zona 2 zona 3

Z 1 0.7 0.3

Cuadro 2.4.Valores de Z según mapa (Fuente: Conferencia, Blanco Blasco)



Página 29

El parámetro sísmico de uso de la edificación se calcula mediante el cuadro 2.5, dependiendo de la

categoría de edificio:

Edificación

Categoría A Categoría B Categoría C

U Decide elproyectista 1.3 1

Cuadro 2.5.Valores de uso U, según edificación (Fuente: Conferencia, Blanco Blasco)

El factor de suelo S y el valor del periodo Ts se halla mediante el cuadro 2.6 para los diferentes tipos

de suelo.

Suelo S Ts (seg.)

1 1 0.3

2 1.2 0.6

3 1.4 0.9

Cuadro 2.6. Valores de S y Tp según suelo (Fuente: Conferencia, Blanco Blasco)

El coeficiente sísmico C se calcula con la siguiente fórmula (2.4):

𝐶 =0.8

𝑇

𝑇𝑠+ 1

… … . . (2.4)

La variable Rd depende del sistema estructural de las edificaciones y se halla con la mediante el cuadro

2.7.

Características de las edificaciones Rd

Edificio de concreto armado aporticado 6

Edificio de concreto armado con pórticos dúctiles y muros de cortes 5


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Edificios similares a los del caso anterior excepto que sus pórticos y/o muros no

satisfacen 4

Edificios en los que las fuerzas horizontales son resistidas por muros de corte 3

Edificios con muros de albañilería confinada o armada 2.5

Edificios con muros de albañilería sin confinar, construcciones de adobe y otros 1.5

Cuadro 2.7. Valores de Rd según tipo de edificio (Fuente: Conferencia, Blanco Blasco)

Se debe tener en cuenta que el periodo fundamental de la vibración “T” se hallara mediante

procedimientos teóricos que cumplan con las ecuaciones de la dinámica que se muestra en el cuadro

2.8, además que consideren las características estructurales y la distribución de masas de la edificación.

T (seg.) Tipo de estructura

𝐶 = 0.08𝑁 Para estructuras

solamente con pórticos

𝐶 =0.09 × ℎ

√𝐷

Para estructuras

solamente con pórticos

y cajas de ascensores

𝐶 =0.05×ℎ

√𝐷

Para estructuras rígidas

con gran cantidad de

muros

𝐶 =0.07×ℎ

√𝐷 Para estructuras mixtas

Cuadro 2.8. Valores de Rd según tipo de edificio (Fuente: Conferencia, Blanco Blasco)

Debido al sismo en nazca de 1996, se observaron daños serios en los colegios, que comprobó que las

deformaciones laterales de los edificios eran mayores a las que se obtenían teóricamente con el uso de


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los coeficientes de la norma sísmica de 1977. Por ello, se decide cambiar la norma, además de la

zonificación y se publica un año luego del sismo de nazca.

El nivel de fuerzas no variaría, pero si se cambiaron los coeficientes para que se obtengan

deformaciones laterales mayores. Con estos cambios los desplazamientos de la estructura serán casi

2.5 veces mayores11. Así es que se obtiene la nueva fórmula 2.5, para el cálculo de la fuerza cortante.

𝑉 =𝑍𝑈𝑆𝐶𝑃

𝑅… … . . (2.5)

Donde se tiene los siguientes coeficientes:

V= Fuerza cortante en la base


Z= Factor debido a la zona

S= Factor debido al tipo de suelo

C=Coeficiente sísmico


R=Coeficiente según material y sistema de estructuración sismorresistente de la edificación

Donde se debe cumplir la fórmula 2.6 de la siguiente manera a seguir con el diseño sismorresistente.

𝐶

𝑅≥ 0.1 … … . . (2.6)

El factor Z, que es de zona sísmica, se determina según los valores que se muestra en el cuadro 2.9.

Zonificación

zona 1 zona 2 zona 3



Página 32

Z 0.15 0.3 0.4

Cuadro 2.9. Valores de Z según zonificación (Fuente: Conferencia, Blanco Blasco)

Los Valores de U, que representa el uso del edificio, se halla mediante el cuadro 2.10.

Edificación

Categoría A Categoría B Categoría C

Características

de

edificaciones

Edificaciones

esenciales

Edificaciones

importantes

Edificaciones

comunes

U 1.5 1.3 1

Cuadro 2.10. Valores de U según edificación (Fuente: Conferencia, Blanco Blasco)

El Factor S (suelo) y el periodo Ts (seg) se halla mediante el cuadro 2.11.

Suelo S Ts (seg.)

S1 1 0.4

S2 1.2 0.6

S3 1.4 0.9

Cuadro 2.11. Valores de S según tipo de suelo (Fuente: Conferencia, Blanco Blasco)

En este caso el valor de R se verá modificado; por ello, se usara un nuevo cuadro 2.12, donde se halla

el valor para un tipo de edificio.

Características de las edificaciones R

Edificio con pórticos de concreto armado. Pórticos de acero. Sistema dual 10


Página 33

Edificios con muros de concreto armado 7.5

Edificios con muros de albañilería confinada o armada 6

Construcciones de madera 7

Cuadro 2.12. Valores de R según edificio (Fuente: Conferencia, Blanco Blasco)

A continuación, se muestra el nuevo mapa de distribución de la zonificación, en la figura 2.4, para la

norma actualizada.

Figura 2.4.Mapa de nueva zonificación. (Fuente: Conferencia, Blanco Blasco)

Con esto, en la imagen anterior, se obtendrá nuevas zonas sísmicas respecto a la anterior norma.El

nuevo Periodo de la estructura (T) se calcula mediante la siguiente fórmula 2.7:

𝑇 =ℎ𝑛

𝐶𝑡… … . . (2.7)

Donde se tienen las siguientes variables:

hn= Altura total de la edificación en metros

Ct= Coeficiente en función del tipo estructural (cuadro 2.13)


Página 34

Ct Tipo de estructura

35 Estructuras solamente con pórticos

60

Estructuras con gran rigidez de

muros

45 Estructuras mixtas

Cuadro 2.13. Valores de Ct según tipo deestructura (Fuente: Conferencia, Blanco Blasco)

El valor de C también sufre cambios, así que se tiene otra forma de calcular (ver 2.8), teniendo un tope

de 2.5 como valor máximo (ver 2.9).

𝐶 = 2.5𝑇𝑝

𝑇

1.25

… … . . (2.8)

𝐶 ≤ 2.5 … … . . (2.9)

En esta norma se empezó a usar los límites de desplazamiento lateral de entrepiso por cada tipo de

material. Hoy en día este es uno de los requisitos fundamentales para estructurar una edificación. A

continuación, se observa en el cuadro 2.14 loslímites de derivas según materiales de construcción.

Material predominante Δi/hei

Concreto armado 0.007

Acero 0.01

Albañilería 0.005

Madera 0.01

Cuadro 2.14. Valores limites de derivas (Fuente: Conferencia, Blanco Blasco)

En el año 2001 ocurre el sismo de Atico (Arequipa, Moquegua y Tacna) y se decide hacer algunos

ajustes menores a la norma. Entre ellos se amplifican las fuerzas de sismo por 1.25 (para considerar un

sismo amplificado a cargas últimas) lo cual obligó a variar los factores de reducción por ductilidad.


Página 35

Esta norma fue publicada en el 2003. A continuación, se observa la nueva fórmula (2.10) de

amplificación de las fuerzas de sismo y las condiciones de tope máximas y mínimas.

𝐶 = 2.5𝑇

𝑇𝑝

𝐶 ≤ 2.5𝐶𝑅

≥ 0.125 … … . . (2.10)

En esta nueva versión norma las zonas sísmicas y los valores de z no cambian respecto a la norma de

1997. Además los parámetros del suelo S y Tp no varían, así como los valores U y C.

En síntesis, las normas sísmicas se han ido actualizando a través del tiempo para cumplir con las

exigencias mundiales en sismorresistencia, y permiten diseños estructurales acorde a ello.

A continuación, se presentarán las siguientes formula (2.11) donde se comparan factores importantes

de qué tanto cambió la norma respecto a sus predecesoras. En la segunda formula (2.12) se observa

que el factor para hallar la fuerza cortante del 2003 es 1.25 veces la de la norma 1997, esto debido a la

amplificación que hay de las fuerzas12.

𝑉𝑢 =𝑍𝑈𝐶𝑆

𝑅2003𝑃 … … . . (2.11)

𝑉2003 = 𝑉1997 × 1.25 … … . . (2.12)

En el cuadro 2.15se observa la comparación entre los coeficiente para calcular la cortante en la base,

estas varían en ambas normas, además de que el coeficiente de reducción R en 1997 es 2.5 veces el de

197713.

12 Cfr. Seminario 64

13 Cfr. Seminario 65


Página 36

Cuadro 2.15.Comparativo entre valores sísmicos de 1977 y 1997. ((Fuente: Conferencia, Blanco

Blasco)

Como se observa en el cuadro 2.16 los factores de reducción para los diferentes tipos de sistema

estructural aumentan para la norma de 199714.

Cuadro2.16.Comparativo de valores del R y Rd. (Fuente: Conferencia, Blanco Blasco)

La norma de 1977 se puso a prueba en el sismo de Nazca donde se observaron que las distorsiones

admisibles eran mucho mayores a los que decía en ese momento la norma. Es así que para la norma

de1997 estas con los cambios que hubo disminuyeron15. Esto se resume en el cuadro 2.17 donde se

observan los porcentajes que se incrementaron según el material.

14Cfr. Seminario 67

15Cfr. Seminario 68


Página 37

Cuadro 2.17.Comparativo de las distorsiones admisibles. (Fuente: Conferencia, Blanco Blasco)

2.3Modelo actual de norma

2.3.1 Variaciones propuestas por la nueva norma E030 (2016) para edificaciones

de concreto armado

La versión vigente de la norma presenta cambios en los parámetros que definen la fuerza cortante en

la base con respecto a la version anterior de la norma. Uno de los cambios más importantes es el de la

inclusión de una nueva zona sísmica Z4 que se presenta a lo largo de toda la costa del país peruano.

Este comparativo del cambio de zonificación de los mapas se detalla en la figura 2.5, donde se ve la

zonificación en la norma anterior a la izquierda junto con la zonificación en la nueva norma a la

derecha.

Figura 2.5.Comparativo de la zonificación. (Fuente: Reglamento Nacional de Edificaciones)


Página 38

Para efectos de esta investigación, se tiene una edificación con la cual se realizara diseños con la

versión de norma E030 (2003), con la norma vigente E030 (2016) en la zona 4, y con la norma vigente

E030 (2016) para la zona 3.Este cambio presentará un aumento de 12.5% de la fuerza (de Z=0.40 a

Z=0.45). La inclusión de esta nueva zona tiene un objetivo claro, el de aumentar los requerimientos

estructurales a las edificaciones a lo largo de la costa para que estas puedan comportarse

adecuadamente siguiendo los tres principios de la norma.

Otro cambio importante presentado por la nueva norma es el de la inclusión del nuevo perfil de suelo

S0. Este perfil será para roca dura y tendrá periodos de vibración más bajo que el S1 que es actualmente

el de menor periodo de vibración. Esté comparativo del cambio para hallar el periodo y el valor de S

se detalla en la cuadro 2.18.

Cuadro 2.18.Comparativo delparámetro S del suelo. (Fuente: Reglamento Nacional de

Edificaciones)

Como se puede observar en la versión anterior de la norma el factor de amplificación mínimo

correspondiente al tipo de suelo es de 1.00 mientras que ahora para roca dura (con velocidad de

propagación de ondas de corte mayores a 1500m/s) será de 0.80.

Es importante notar otro cambio dentro de este mismo parámetro. En la norma vigente el factor de

amplificación de tipo de suelo no sólo depende del perfil de suelo sino también de la zona sísmica en

la que se encuentra, siendo menor dentro de un mismo perfil para la zona 4 y mayor para la zona 1.

Otra variación presentada por la nueva norma es el del cambio del cálculo del factor de amplificación

sísmico C. En el cuadro 2.19 de la norma anterior el coeficiente C presenta un solo comportamiento

con un tope de 2.5 y solamente depende del periodo fundamental T y el periodo Tp, que a su vez

depende del perfil de suelo.


Página 39

Cuadro 2.19.Factor de Amplificación Sísmica de Norma Anterior (Fuente: Norma E030 2003)

Cuadro 2.20.Factor de Amplificación Sísmica de Norma Vigente (Fuente: Norma E030 2016)

En el cuadro 2.20 de la norma vigente se incluye un nuevo periodo TL que al igual que el Tp también

depende del perfil de suelo en el cual se encuentra la edificación. El factor de amplificación sísmica

tiene dos comportamientos, uno para el periodo fundamental T entre el periodo Tp y TL y otro para T

mayor que TL y al igual que en la norma actual presenta el mismo tope de 2.5.

Esto representaría un cambio para las edificaciones cuyo periodo fundamental es alto (por encima de

1.6s para el caso crítico del suelo S3) que se puede presentar en el caso de edificios muy altos o de

edificaciones muy flexibles.

El último parámetro que define la fuerza cortante en la base de la edificación que ha sido modificado

es el del coeficiente de reducción. Este coeficiente se observa en el cuadro 2.21, el cual ha disminuido

para el caso de pórticos de acero dúctiles con uniones resistentes a momentos y ha aumentado para las


Página 40

estructuras de acero con arriostres excéntricos, aumentando los requerimientos estructurales para el

primero y disminuyéndolo para el segundo. Todo esto respecto a los coeficientes del cuadro 2.22.

Cuadro 2.21. Coeficiente R de la norma anterior. (Fuente: Norma E030 2003)

Cuadro 2.22.Coeficiente R de norma vigente. (Fuente: Norma E030 2016)

Para efectos de esta investigación no habrá cambios en este parámetro debido a que el coeficiente de

reducción R se ha mantenido igual para el caso de estructuras de muros estructurales de concreto

armado.


Página 41

3. ESTRUCTURACIÓN DEL EDIFICIO BASE

En este segundo capítulo se realizará la descripción de la estructura base para luego realizar su análisis

usando la norma sismorresistente anterior E.030 (2003) para el Caso 1 y la norma vigente E.030 (2016)

con distinta zonificación para el Caso 2 y el Caso 3.

3.1 Edificaciones de 7 pisos

La edificación que se escogió para la investigación es de 7 pisos. Por ello, que se requiere dar

información de por qué se escogió dicha estructura. Las edificaciones de 7 pisos son bastante comunes

en Lima Metropolitana, ya que las zonificaciones distritales, en general, ponen como número máximo

de pisos a gran porcentaje de sus distritos.

Las edificaciones de 7 pisos se encuentran dentro de la zonificación tipo RDM (Residencial de

Densidad Media). Cada distrito tiene sus propios requerimientos para obtener el número máximo de

pisos que se puede construir en un terreno, pero en general, depende del tamaño del frente que se tenga

y del área del terreno. A continuación, se muestra la figura 3.1, un mapa donde se observa la

ditrubucion de la zonificación de Miraflores donde se observa el RDM de las edificaciones en el distrito

de Miraflores y se tiene una leyenda, figura 3.1.1.


Página 42

Figura 3.1. Zonificación del Distrito de Miraflores. (Fuente: Municipalidad de Lima)

Figura 3.1.1. Cuadro ampliado. (Fuente: Municipalidad de Lima)

A continuación, se muestra una tabla del RDM con diferentes características según el tipo de uso que

tenga la vivienda.


Página 43

Tabla 3.1. Extracto de Tabla de Resumen de Zonificación Residencial del Distrito (Fuente: Archivos

de la Municipalidad de Lima)

En la figura 3.1 de zonificación se puede ver que gran área del distrito se encuentra bajo la zonificación

RDM (color naranja claro). En la tabla 3.1 se observa que dentro la zonificación RDM, se puede tener

edificaciones de máximo 5 pisos y de 7 pisos en el caso que el área del terreno está por encima de

300m2. Como se ha mencionado previamente, estos parámetros que definen la zonificación varían de

distrito a distrito, sin embargo, todas son muy parecidas en cuanto a limitaciones de pisos y condiciones

que deben cumplir.

En la figura inferior se muestra los ratios por m2 de área construida, con estos datos las constructoras

se aseguran que el costo de estructuras no salga demasiado elevado. Se muestra el comparativo con

otros edificios de características similares em la figura 3.2. Utilizando estos ratios se podrá analizar el

impacto del cambio de norma con respecto a los materiales involucrados en la construcción de las

estructuras.

Zona Usos

Lote Mínimo

Normativo

(m2)

Frente Mínimo

Normativo (m)

Altura de

Edificación

Máximo

(Pisos)

Área Libre

Mínima (%)

Unifamiliar 300 10 3 40%

Bifamiliar 300 10 4 40%

350 10 5 40%

350 12 6 40%

350 15 7 40%

Conjunto

Residencial 2500 50 7 50%

MultifamiliarRDM


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Figura 3.2. Comparativos de metrados. (Fuente: Constructora Esparq S.A.)


Página 45

3.2 Descripción de la edificación

La edificación base, mostrada en la figura 3.3, que se analizará en la presente tesis es el Edificio

Clement. La arquitectura de esta edificación fue proyectada por la oficina de arquitectura Diacrítica y

en la figura 3.4 y 3.5 se muestra la distribucion arquitectónica de los ambientes que se tiene. Se trata

de un edificio de 7 pisos que se encuentra en un terreno de 547m2 de área. Cada nivel cuenta con un

área techada de alrededor de 450m2 y tiene dos departamentos. El área techada total es de 3160m2 y

se encuentra destinada a viviendas. La altura de piso a piso de la edificación es de 3 metros.

Utilizando esta edificación como base, se realizará el análisis para los siguientes tres casos :

Caso 1 : Norma de Diseño Sismorresistente Anterior E030 (2003) en Zona 3

Caso 2 : Norma de Diseño Sismorresistente Vigente E030 (2016) en Zona 4

Caso 3 : Norma de Diseño Sismorresistente Vigente E030 (2016) en Zona 3

Figura 3.3. Vista de edificación terminada. (Fuente: Diacrítica)


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Figura 3.4.Vista en planta de arquitectura. (Fuente: Diacrítica)

Figura 3.5.Arquitectura piso típico. (Fuente: Propia)


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Figura 3.6.Estructuración piso típico. (Fuente: Propia)

3.3 Predimensionamiento

Antes de realizar el diseño de los elementos, se realizaráel predimensionamiento de los elementos

principalesque componen la estructura de la edificación como se muestra en la figura 3.6. Para ello, se

siguieron los siguientes pasos.

Para losas de techo

Losas Aligeradas en Una Dirección :


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Aligerado de 25cm cubrir luces hasta 6.495m (en el libro “Estructuración y Diseño de Edificaciones

de Concreto Armado” del Ing. Antonio Blanco recomiendan para luces de 5m hasta 6.5m) Aligerado

de 30cm para cubrir la luz grande de en la parte frontal de la edificación 7.50m (en el libro

“Estructuración y Diseño de Edificaciones de Concreto Armado” del Ing. Antonio Blanco

recomiendan para luces de 5m hasta 7.5m)

Para Vigas

Vigas de 65cm de peralte para cubrir luces de hasta 7.30m (en el libro “Estructuración y Diseño de

Edificaciones de Concreto Armado” del Ing. Antonio Blanco recomiendan peraltes de 1/10 a 1/12 y se

encuentra dentro de este rango). Este peralte de vigas se uniformiza en toda la edificación excepto

donde se tienen luces mayores hasta 8.30m donde se utilizaron vigas de 70cm de peralte siguiendo el

mismo criterio. Como se tiene 3m de altura de piso a piso se cumple tranquilamente con el

requerimiento de 2.10m de altura de piso a fondo de viga.

El ancho de vigas en general se mantiene en 25cm (en el libro “Estructuración y Diseño de

Edificaciones de Concreto Armado” del Ing. Antonio Blanco recomiendan anchos de viga de 0.3 a 0.5

veces el peralte y se encuentra dentro de este rango), salvo para las vigas más cargadas que soportan

la luz grande del aligerado de 30cm que tienen un ancho de 40cm.

Para columnas

La edificación tiene 3 tipos de columna que son sometidas a grandes cargas axiales. A partir de la

arquitectura se obtuvieron dimensiones tentativas de las columnas y se realizó un análisis por carga

axial siguiendo las recomendaciones del libro “Estructuración y Diseño de Edificaciones de Concreto

Armado” del Ing. Antonio Blanco se muestra los resultados en la tabla 3.2, 3.3 y 3.4 para los 3 tipos

de columnas segun su ubicaciòn. A continuación, el área de columna se calcula mediante el uso de la

fórmula 14 que es la siguiente:

/ Área de Columna = Pservicio 0.45f’c …..(14)


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Tabla 3.2. Verificación de columnas posterior. (Fuente: Propia)

Tabla 3.3. Verificación de columnas central. (Fuente: Propia)

Tabla 3.4. Verificación de columnas frontal. (Fuente: Propia)

Para Placas

Para las placas en dirección paralela a la fachada, se utilizó la caja de los ascensores en la zona central

posterior y, ya que por restricción de arquitectura no se pudo incorporar placas en la zona frontal de la

edificación se alargaron las columnas en esa zona en la dirección requerida. Para las placas en dirección

perpendicular a la fachada, se utilizaron los muros laterales que dan hacia los vecinos en ambos lados

de la edificación. Por el tamaño de estos elementos se puede prever que esta será la dirección más

rígida de la edificación.

Piso f'c Area Area Acum. Pserv Area Rec. Area Col Cumple

(kg/cm2) (m2) (m2) (Ton) (cm2) (cm2)

1 280 30.5 214 256 2033 2250 SI

2 280 30.5 183 220 1743 2250 SI

3 210 30.5 153 183 1937 2250 SI

4 210 30.5 122 146 1549 2250 SI

5 210 30.5 92 110 1162 2250 SI

6 210 30.5 61 73 775 2250 SI

7 210 30.5 31 37 387 2250 SI

COLUMNA POSTERIOR (25x90)


(kg/cm2) (m2) (m2) (Ton) (cm2) (cm2)

1 280 33.7 236 283 2247 3150 SI

2 280 33.7 202 243 1926 3150 SI

3 210 33.7 169 202 2140 3150 SI

4 210 33.7 135 162 1712 3150 SI

5 210 33.7 101 121 1284 3150 SI

6 210 33.7 67 81 856 3150 SI

7 210 33.7 34 40 428 3150 SI

COLUMNA CENTRAL (45x70)


(kg/cm2) (m2) (m2) (Ton) (cm2) (cm2)

1 280 42.3 296 355 2820 4125 SI

2 280 42.3 254 305 2417 4125 SI

3 210 42.3 212 254 2686 4125 SI

4 210 42.3 169 203 2149 4125 SI

5 210 42.3 127 152 1611 4125 SI

6 210 42.3 85 102 1074 4125 SI

7 210 42.3 42 51 537 4125 SI

COLUMNA FRONTAL (55x75)


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4. ANÁLISIS SÍSMICO DE LAS 3 EDIFICACIONES

En este capítulo se desarrollarán tablas comparativas de los 3 casos que se están analizando. Estas

tablas serán obtenidas de los resultados de los análisis sísmicos realizados, luego de introducir las

cargas respectivas y los parámetros sísmicos explicados en este capítulo para cada caso.

4.1 Metrado de cargas

Con el predimensionamiento realizado de cada elemento de la estructura se procede a hacer el cálculo

del metrado de cargas que será necesario para realizar el análisis. Se realizó un metrado de cargas de

la edificación que se puede ver en el Anexo A, Metrado de Cargas Muertas y Vivas de la Edificación.

A continuación se muestra el resumen de los metrados de carga realizado para los distintos niveles en

las tablas 4.1 y 4.2:

Tabla 4.1. Resumen de metrados de elementos por piso. (Fuente: Propia)

Tabla 4.2. Resumen de metrados por piso. (Fuente: Propia)

COLUMNAS 20.93 Ton 20.93 Ton

PLACAS 63.72 Ton 63.72 Ton

VIGAS 69.92 Ton 69.92 Ton

LOSAS MACIZAS 27.69 Ton 27.69 Ton

LOSAS ALIGERADAS 158.69 Ton 158.69 Ton

PISO TERMINADO 45.60 Ton 45.60 Ton

TABIQUERIA 45.60 Ton 0.00 Ton

S/C 91.20 Ton 45.60 Ton

ELEMENTOCVCM

PISO 1-6 PISO 7

CM CV

Piso 1-6 Peso Und Piso 7 Peso Und

100%CM 432.2 Ton 100%CM 386.6 Ton

25%CV 22.8 Ton 25%CV 11.4 Ton

Psismo 455.0 Ton Psismo 398.0 Ton


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Tabla 4.3. Pesos totales obtenidos del metrado de cargas realizado (Fuente: Propia)

Como el área de cada nivel es de 450m2 y se tiene un peso de sismo de los niveles típicos de 455Ton,

se determina que Psismo/Area = 1.01Ton/m2. Esto se encuentra dentro del rango típico de una

edificación de estas características que es de 1Ton/m2. Ademas se obtiene los pesos del metrado de

carga realizado para cada elemeto, desarrollado en la tabla 4.3.

Estas mismas tablas mostradas anteriormente fueron contrastadas una vez realizado el modelo para

poder identificar si hubo algun error en cuanto a cargas en el modelo realizado en el software ETABS.

A continuación, se muestran los mismos datos pero obtenidos del modelo realizado.

Tabla 4.4. Peso de elementos del modelo realizado en Ton (Fuente: Propia)

Tabla 4.5. Pesos totales obtenidos del modelo realizado en Ton (Fuente: Propia)

Como se puede observar de las tabla 4.4 y 4.5 estos los pesos calculados a través del metrado y los

pesos obtenidos del modelo son muy similares y por lo tanto se concluye que en cuanto a pesos el

modelo realizado es correcto.

COLUMNAS 146.54 Ton

PLACAS 446.04 Ton

VIGAS 489.46 Ton

LOSAS MACIZAS 193.85 Ton

LOSAS ALIGERADAS 1110.81 Ton

PISO TERMINADO 319.20 Ton

TABIQUERIA 273.60 Ton

S/C 592.80 Ton

TOTAL 2979 Ton 593 Ton

ELEMENTOTIPO DE CARGA

CM CV


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4.2Parámetros Sísmicos

Con los cálculos hechos anteriormente se realizan 3 modelos en el software ETABS, cada uno diferente

de otro por los valores que se toma de las distintas normas E030. A continuación, se definen los

parámetros sísmicos para cada uno de los casos.

Caso 1 :

Tabla 4.6. Resumen de factores a usar en el caso 1. (Fuente: Propia)

En la tabla 4.6 se especifica la ubicación del proyecto que en este caso es en Lima; por ello, estos son

los valores que usaremos según la norma vigente Z=0.4, por estar en la zona 3. Por ser una edificación

de 7 pisos destinada ser de uso de departamentos multifamiliares se será de categoría C que establece

el parámetro de uso U = 1. En este caso se tendrá un tipo de suelo 3 que establece que el parámetro S

= 1.4 y tiene un periodo Tp= 0.9s.Finalmente, por tener un sistema sismorresistente principalmente de

muros estructurales de concreto armado, el valor usado será de R = 6.

Caso 2:


En la tabla 4.7 se especifica que el proyecto se encuentra ubicado en la costa perteneciendo a la zona

4, por ello el valor que usamos será Z=0.45.En el caso del uso de la edificación no tendrá mayor cambio

ya que para ambas normas se toma el mismo valor por ser de uso para viviendas multifamiliares, se

usará la categoría C. Se tiene el mismo tipo de sueloS3 para todos los casos, pero con la nueva norma

Z 0.4

U 1

S 1.4

R 6

Tp 0.9

VERSIÓN 2003

Z 0.45

U 1

S 1.1

R 6

Tp 1

Tl 1.6

ZONA 4

VERSIÓN 2016


Página 53

el valor de S varía y es de 1.1. Para los valores del Tp y el Tl se hallan utilizando el cuadro 20 que se

mostró anteriormente. Finalmente el edificio por tener muros estructurales, el valor usado será de R

= 6.

Caso 3:


En la tabla 4.8 se especifica la ubicación del proyecto que en este caso será diferente ya que se

encontrará en la zona 3, por ello el valor que usamos será Z=0.35.En el caso del uso de la edificación

no tendrá mayor cambio, ya que para ambas versiones de normas se toma el mismo valor por ser de

uso para viviendas multifamiliares, se usara categoría C. Si bien se cuenta con el mismo tipo de suelo

en los tres se tendrá un valor distinto de S debido a que se encuentra en la zona 3 y por lo tanto se tiene

S = 1.2 diferente a los otros casos. Para los valores del Tp y el Tl se hallarán mediante el uso del cuadro

20 mostrado anteriormente. Finalmente el edificio por tener muros estructurales, tendrá un valor deR

= 6. Este valor es similar para los 3 casos.

Se puede observar de las distintas tablas que los cambios se dan por la zona Z, el factor de amplificación

de suelo S y el periodo que define la plataforma del suelo Tp. De todos estos cambios el más

significativo para la edificación analizada es el factor de amplificación de suelo S, en la norma anterior

siendo la más exigente con S=1.4 y en la norma vigente en la zona Z4 siendo la menos exigente con

S=1.1.

Adicionalmente para la norma vigente se agrega un parámetro Tl que es el periodo que define el inicio

de un segundo comportamiento del espectro. Debido al número de pisos, a la altura de entrepiso y a

las dimensiones de los elementos de la edificación se espera que tenga periodos fundamentales bajos

del orden de 0.1s por piso (0.7s para la edificación) y por lo tanto es muy probable que este parámetro

Tl no tenga influencia en el comportamiento sísmico de la edificación.

Z 0.35

U 1

S 1.2

R 6

Tp 1

Tl 1.6

ZONA 3

VERSIÓN 2016


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4.3Aceleración Espectral Sa

Se realizaron 3 tablas de la aceleración espectral para los distintos casos a analizar. Como se puede

observar, el caso que un mayor valor de aceleración espectral en todo su rango es el de la Norma

Anterior E030 (2003), siendo la Norma Vigente E030 (2016) en Zona Z4 la intermedia y la Norma

Vigente E030 (2016) en Zona Z3 el menor. A continuación, se observa los valores obtenidos para cada

uno de los 3 casos a analizar en la tabla 4.9.

Tabla 4.9. Tablas de aceleración espectral para distintos periodos de los 3 casos. (Fuente: Propia)

A continuación, se muestran estos mismos datos resumidos en las figuras 4.1, 4.2 y4.3 (los 3 casos a

analizar) para visualizar las diferencias de la aceleración espectral, para luego mostrar un comparativo

de las 3 curvas juntas, en la figura 4.4.

T ZUCS/R x g T ZUCS/R x g T ZUCS/R x g

0.0 2.289 0.0 2.023 0.0 1.717

0.1 2.289 0.1 2.023 0.1 1.717

0.2 2.289 0.2 2.023 0.2 1.717

0.3 2.289 0.3 2.023 0.3 1.717

0.4 2.289 0.4 2.023 0.4 1.717

0.5 2.289 0.5 2.023 0.5 1.717

0.6 2.289 0.6 2.023 0.6 1.717

0.7 2.289 0.7 2.023 0.7 1.717

0.8 2.289 0.8 2.023 0.8 1.717

0.9 2.289 0.9 2.023 0.9 1.717

1.0 2.060 1.0 2.023 1.0 1.717

1.2 1.717 1.2 1.686 1.2 1.431

1.4 1.472 1.4 1.445 1.4 1.226

1.6 1.288 1.6 1.265 1.6 1.073

1.8 1.145 1.8 0.999 1.8 0.848

2.0 1.030 2.0 0.809 2.0 0.687

2.5 0.824 2.5 0.518 2.5 0.439

3.0 0.687 3.0 0.360 3.0 0.305

VERSIÓN 2003 VERSIÓN 2016 VERSIÓN 2016

ZONA 4 ZONA 3


Página 55

Figura 4.1. Aceleración espectral de la edificación (caso1) (Fuente: Propia)

Figura 4.2. Aceleración espectral de la edificación (caso 2) (Fuente: Propia)


Página 56

Figura 3.3. Aceleración espectral de la edificación (caso 3) (Fuente: Propia)

Figura 4.4. Comparativo de Aceleración espectral de las 3 edificaciones (Fuente: Propia)


Página 57

Como se ha mencionado anteriormente, se espera que el periodo fundamental de la estructura se

encuentre alrededor de 0.7s y por lo tanto se espera encontrarse en la zona de la platea.

Según los gráficos que obtuvimos de la aceleración espectral para cada casose deduce que con la

versión anterior de la norma E030 (2003) se obendrán los mayores desplazamientos, en el caso de

norma vigente E030 (2016) en zona Z3se tendrán los menores desplazamientos y el caso de la misma

norma zona Z4 será el caso intermedio.

4.4 Consideraciones del Análisis

Para realizar el análisis sísmico se realizaron diversas consideraciones. En primer lugar, se tomó en

cuenta una excentricidad accidental e de 0.05 veces la dimensión del edificio en la dirección

perpendicular a la dirección del análisis, generando un momento torsor accidental. Esto se encuentra

estipulado tanto en la norma vigente E030 como en la norma anterior.

También se idealizó cada nivel de techo como un diafragma rígido. De esta manera el diafragma puede

rotar y transladarse, pero es indeformable. Las cargas horizontales a nivel de losas son transmitidas en

función de rigideces de los elementos verticales.

Se asumió también que los elementos se encuentran empotrados en la base. Para esto, en el primer

nivel se agregó 60cm de longitud en los elementos verticales para que se encuentren empotrados al

nivel superior de la cimentación y no a nivel del terreno.

Según el estudio de suelos realizado al terreno se tiene un tipo de suelo de categoría S3 (suelo blando)

de capacidad portante 1kg/cm2 y una profundidad mínima de cimentación de 1.40m. Para efectos del

análisis sísmico de la edificación se ha tomado en cuenta solo la categoría del sueloinfluyendo solo en

la construcción del espectro de pseudoaceleraciones, siendo la categoría de suelo la misma para los

tres casos a analizar.

4.5 Resultado de derivas de los 3 modelos

Para efectuar el análisis se elaboraron 3 modelos, ya que son 3 casos los que se comparan en los

siguientes capítulos. Los modelos se realizaron en el software ETABS (Extend Three Dimensional

Analysis of BuildingSystems), ya que se ajusta a los requerimientos para modelar una edificación de

concreto armado de 7 pisos. En estos modelos se incluyeron los elementos que componen la estructura

como losas, vigas, columnas y placas. A continuación, se muestra la figura 4.5 en la se observa el


Página 58

modelo de uno de los casos realizado en dicho software, ya que los otros 2 casos el modelo se verá

igual excepto que las dimensiones de los elementos cambiaran según se requiera.

Figura 4.5. Modelo base de edificación con el software ETABS. (Fuente: Propia)

Se utilizó el mismo modelo base con la aceleración espectral de la versión 2003 de la norma E.030

(Caso1), la versión 2016 en zona 4 (Caso2) y la versión 2016 en zona 3 (Caso3). En la siguiente tabla

se muestran los principales modos de vibración obtenidos del análisis dinámico.

Tabla 4.10. Principales modos de vibración y masa participativa (Fuente: Propia)


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En la tabla 4.10 se puede notar que los principales modos de vibración son, en el caso del análisis

respecto al eje X, el Modo 1 con 75% de la masa participativa (UX) y un periodo de 0.53s y en el caso

del análisis respecto al eje Y, el Modo 2 con 69% de la masa participativa (UY) y un periodo de 0.42s.

Los periodos de la edificación son bajos y por lo tanto, para los tres casos, se encuentran dentro de la

plataforma del espectro de pseudo aceleraciones. Esto implica que el nivel de demanda ejercida en el

caso de la norma anterior será mayor debido a que su plataforma es de mayor aceleración.

A continuación, se muestran las figuras4.6, .7 y 4.8 de los principales modos de vibración del edificio.

Figura 4.6. Modo de vibración 1 – Dirección X-X (Fuente: Propia)

Figura 4.7.Modo de vibración 2 – Dirección Y-Y (Fuente: Propia)


Página 60

Figura 4.8. Modo de vibración 3 - Rotación (Fuente: Propia)

En la tabla 4.11 se muestran los resultados de los desplazamientos y derivas en el sentido x e y para el

modelo con placas de 30 cm con la norma anterior.Como se observa el desplazamiento relativo en el

eje x se encuentra dentro de los límites permitidos que establece la norma correspondiente del caso

para todos los niveles.

Tabla 4.11. Desplazamiento para ambas direcciones en el caso 1 (Fuente: Propia)

Piso ETABS Desp Abs Desp Rel

7 0.0233 0.1049 0.0040

6 0.0206 0.0929 0.0050

5 0.0173 0.0780 0.0057

4 0.0135 0.0608 0.0062

3 0.0094 0.0422 0.0061

2 0.0053 0.0238 0.0051

1 0.0019 0.0084 0.0028


7 0.0158 0.0709 0.0042

6 0.0129 0.0583 0.0043

5 0.0101 0.0455 0.0042

4 0.0073 0.0329 0.0039

3 0.0047 0.0211 0.0034

2 0.0025 0.0111 0.0024

1 0.0008 0.0037 0.0012

DESPLAZAMIENTOS EN DIRECCIÓN X-X

DESPLAZAMIENTOS EN DIRECCIÓN Y-Y

NORMA ANTERIOR E030 2003 (PLACAS 30cm)



Página 61

A continuación, en la tabla 4.12 se muestran las derivas para el caso 2para las dirección de x e y,

usando la norma vigente E030 (2016) en la zona 4, donde se cumplen con los requerimientosde la

misma en cuanto a derivas máximas permitidas.


A continuación en la tabla 4.13 se muestran las derivas para el caso 3, utilizando los parámetros de la

norma vigente E030 (2016) en la zona 3, para las dirección de x e y, donde se también se cumple con

los requerimientosde la misma en cuanto a derivas máximas permitidas.



7 0.0206 0.0926 0.0035

6 0.0182 0.0820 0.0044

5 0.0153 0.0689 0.0051

4 0.0119 0.0537 0.0055

3 0.0083 0.0373 0.0054

2 0.0047 0.0210 0.0045

1 0.0016 0.0074 0.0025


7 0.0139 0.0627 0.0037

6 0.0114 0.0515 0.0038

5 0.0089 0.0402 0.0037

4 0.0065 0.0291 0.0035

3 0.0041 0.0187 0.0030

2 0.0022 0.0098 0.0022

1 0.0007 0.0033 0.0011



NORMA VIGENTE E030 2016 Z4 (PLACAS 30cm)



7 0.0175 0.0786 0.0030

6 0.0155 0.0696 0.0037

5 0.0130 0.0585 0.0043

4 0.0101 0.0456 0.0046

3 0.0070 0.0317 0.0046

2 0.0040 0.0178 0.0039

1 0.0014 0.0063 0.0021


7 0.0118 0.0532 0.0032

6 0.0097 0.0437 0.0032

5 0.0076 0.0341 0.0031

4 0.0055 0.0247 0.0029

3 0.0035 0.0158 0.0025

2 0.0018 0.0083 0.0018

1 0.0006 0.0028 0.0009






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Como se esperaba antes del analisis, se obtuvieron periodos bajos y por lo tanto esta estructura se

encuentra en la zona de la platea. Debido a esto se obtiene que el análisis realizado con la versión de

norma anterior dé mayores desplazamientos, seguido la versión 2016 en zona 4 y por último con la

versión 2016 en zona 3.

Luego de realizar la modelacion en el software ETABS, se logro encontrar las dimensiones para las

placas en los 3 casos y que estan cumplan con la deriva permitida en el cuadro 4.1.

Tabla 4.14. Derivas máximas utilizando las mismas placas para los 3 casos (Fuente: Propia)

En la tabla anterior se puede observar cómo disminuye las derivas para los dos casos que utilizan la

Norma Vigente E030 (2016) con respecto al caso base con Norma Anterior E030 (2003).

Es importante resaltar que tanto la norma anterior del año 2003 como la vigente establecen como deriva

máxima 0.007 para estructuras de concreto armado como esta y por lo tanto sí se está cumpliendo con

los requisitos establecidos segun el cuadro 4.1.

Cuadro 4.1.Máximas derivas permitidas (Fuente: Norma E030 2006)


Página 63

4.6 Modificación de dimensiones de placas para análisis

Utilizando los resultados de las derivas obtenidas en las tablas 4.10, 4.11 y 4.12 se procede a modificar

los espesores de las placas en ambas direcciones en cada uno de los tres casos para obtener derivas

similares, y para que así se pueda realizar un mejor comparativo, obteniendo tres estructuras distintas,

pero con una holgura similar en cuanto a requerimientos sísmicos.

A continuación, se muestran las tablas 4.15, 4.16 y 4.17 con los nuevos valores que se tendrá para las

derivas, las dimensiones de placas y los periodos en los sentidos x e y.



7 0.0208 0.0936 0.0037

6 0.0183 0.0823 0.0046

5 0.0153 0.0686 0.0052

4 0.0118 0.0530 0.0056

3 0.0081 0.0363 0.0054

2 0.0044 0.0200 0.0044

1 0.0015 0.0068 0.0023

Tx 0.51 s


7 0.0139 0.0624 0.0037

6 0.0114 0.0513 0.0038

5 0.0089 0.0400 0.0037

4 0.0064 0.0289 0.0035

3 0.0041 0.0185 0.0029

2 0.0022 0.0097 0.0021

1 0.0007 0.0033 0.0011

Ty 0.40 s






Página 64

Tabla 4.16. Desplazamiento para ambas direcciones en el caso2 (Fuente: Propia)



7 0.0206 0.0926 0.0035

6 0.0182 0.0820 0.0044

5 0.0153 0.0689 0.0051

4 0.0119 0.0537 0.0055

3 0.0083 0.0373 0.0054

2 0.0047 0.0210 0.0045

1 0.0016 0.0074 0.0025

Tx 0.54 s


7 0.0139 0.0627 0.0037

6 0.0114 0.0515 0.0038

5 0.0089 0.0402 0.0037

4 0.0065 0.0291 0.0035

3 0.0041 0.0187 0.0030

2 0.0022 0.0098 0.0022

1 0.0007 0.0033 0.0011

Ty 0.42 s






7 0.0193 0.0868 0.0032

6 0.0171 0.0771 0.0040

5 0.0144 0.0649 0.0047

4 0.0113 0.0509 0.0051

3 0.0079 0.0357 0.0051

2 0.0045 0.0205 0.0044

1 0.0016 0.0074 0.0025

Tx 0.56 s


7 0.0139 0.0628 0.0037

6 0.0115 0.0516 0.0038

5 0.0090 0.0403 0.0037

4 0.0065 0.0292 0.0035

3 0.0042 0.0188 0.0030

2 0.0022 0.0098 0.0022

1 0.0007 0.0033 0.0011

Ty 0.46 s






Página 65

En conclusión, de las tablas 4.15, 4.16 y 4.17 obtenidas se interpreta que para obtener derivas similares

y por lo tanto tener holguras similares con los límites establecidos en las normas se necesitan distintos

espesores de placas para ambas direcciones y para cada caso. A continuación, en la tabla 4.18, se

muestra las dimensiones de las placas a usar.

Tabla 4.18. Tabla resumen de dimensiones de placas para los 3 casos (Fuente: Propia)

En dicha tabla 4.17 se puede notar que la diferencia de espesor para las placas en dirección x-x sufre

mayores cambios, debido a que es la dirección con menos holgura, ya que se tienen placas de menor

longitud que las de la dirección y-y.

4.7 Fuerzas cortante en placas de los 3 casos

Luego de tener haber modificado las dimensiones de las placas para obtener derivas similares, se

procede al cálculo de las fuerzas cortantes. En las siguiente tabla 4.19, se presenta el resumen de las

fuerzas cortantes en la base de cada una de las placas en dirección x-x que componen las edificaciones

para los 3 casos. Como ya se explicó anteriormente los 3 casos tienen parámetros sísmicos diferentes

y dimensiones de placas distintas, por lo tanto se tendrán diferentes resultados.

Tabla 4.19. Fuerza Cortante para Placas en Dirección X-X (Fuente: Propia)

Como se observa en las tablas 4.19, para la versión de norma anterior con placas de 50cm de espesor

se tendrá más fuerza cortante en cada placa en dirección x-x de la edificación. En el caso de las placas

de 30cm con la versión de norma vigente en la zona 4 las fuerzas serán inferiores en un orden del 80%.

Finalmente las placas de 20cm de espesor con la versión vigente en la zona 3 serán sometidas a fuerzas

Espesor de Placas Dirección X-X Dirección Y-Y

Norma Anterior 50cm 30cm

Norma Vigente Z4 30cm 25cm

Norma Vigente Z3 20cm 20cm

Placa Placa Placa

Placa 1A Ton Placa 1A Ton Placa 1A Ton

Placa 1B Ton Placa 1B Ton Placa 1B Ton

Placa 1C Ton Placa 1C Ton Placa 1C Ton

Placa 1D Ton Placa 1D Ton Placa 1D Ton

ΣV Placas Ton ΣV Placas Ton ΣV Placas Ton

V total Ton V total Ton V total Ton

%V Placas %V Placas %V Placas

NORMA ANTERIOR E030 2003 (PLACAS 50cm) NORMA VIGENTE E030 2016 Z4 (PLACAS 30cm) NORMA VIGENTE E030 2016 Z3 (PLACAS 20cm)

FUERZA DE PLACAS EN DIRECCIÓN X-X FUERZA DE PLACAS EN DIRECCIÓN X-X FUERZA DE PLACAS EN DIRECCIÓN X-X

Fuerza Cortante en la Base

83.1%

496.74

340.78

410.30


75.51

75.41

94.92

94.94


85.1%87.7%

94.51

94.40

116.90

116.93

422.74

115.76

115.65

139.95

139.98

511.34

583.22


Página 66

cortantes menores del orden del 65%. Para todos los casos el porcentaje de fuerza cortante que toman

las placas con respecto a la edificación es muy parecido, siendo alrededor del 85% en los 3 casos.

A continuación, se tienen las fuerzas cortantes en la base enla dirección y-y para los 3 casos que se

están analizando.

Tabla 4.20. Fuerza Cortante para Placas en Dirección Y-Y (Fuente: Propia)

Como se observa en las tabla 4.20, para la norma anterior con placas de 30cm de espesor se tendrá más

fuerza cortante en cada placa de la edificación. En el caso de placas de 25cm con la norma vigente en

la Zona Z4, sus fuerzas serán menores que las del primer caso en alrededor de 85%. Para las placas de

20cm de espesor con la norma vigente en la Zona Z3 se obtienen los menores valores que representan

alrededor del 70% que los del primer caso.

Si bien se tienen fuerzas cortantes distintas para los 3 casos, el porcentaje de fuerza cortante que toman

las placas con respecto a la edificación entera es muy similar, alrededor del 90%. Es de esperarse que

este porcentaje sea mayor que el obtenido para las placas en la dirección X-X ya que en esta dirección

se tienen placas de mayor longitud y por lo tanto es la dirección más rígida.

A continuación, se muestran en la tabla 4.21 se comparan las fuerzas cortantes totales en la base de las

estructuras entre los casos de norma vigente en Zona 4 y 3 respecto a la estructura obtenida con la

norma anterior.

Placa Placa Placa


Placa 2B Ton Placa 2B Ton Placa 2B Ton


Placa 3C Ton Placa 3C Ton Placa 3C Ton

ΣV Placas Ton ΣV Placas Ton ΣV Placas Ton

V total Ton V total Ton V total Ton

%V Placas %V Placas %V Placas

FUERZA DE PLACAS EN DIRECCIÓN Y-Y FUERZA DE PLACAS EN DIRECCIÓN Y-Y FUERZA DE PLACAS EN DIRECCIÓN Y-Y

NORMA ANTERIOR E030 2003 (PLACAS 30cm) NORMA VIGENTE E030 2016 Z4 (PLACAS 25cm) NORMA VIGENTE E030 2016 Z3 (PLACAS 20cm)


90.8%

169.94

155.90

51.65

48.06

425.55

467.63

138.96

55.73

499.38

554.66

90.0%


91.0%


199.63

184.40

59.62

126.70

42.95

39.86

348.47

383.69


Página 67

Tabla 4.21. Comparativo entre caso1 y caso2 /caso 1 y caso 3 (Fuente: Propia)

Como se observa en las tablas mostradas, con la norma anterior se tienen solicitudes mayores que en

los casos de la nueva norma. Tanto en el caso de la dirección X-X como en el de la dirección Y-Y se

obtienen fuerzas con la norma vigente en zona 4 de alrededor del 85% de aquellas obtenidas con la

norma anterior. En el caso de la norma vigente en zona 3 se obtienen fuerzas de alrededor del 70% de

aquellas obtenidas con la norma anterior.

Para empezar a realizar el diseño de la edificaciones primero se debe verificar si la fuerza sísmica debe

ser amplificada. Tanto en la norma vigente como en la norma anterior se establece que las fuerzas

deberán ser amplificadas para alcanzar un mínimo del 80% del cortante estático en la base para el caso

de estructuras regulares. A continuación, se muestran en las tablas 4.22 y 4.23 los factores de

amplificación en ambas direcciones para cada uno de los tres casos.

Tabla 4.22. Factores de amplificación en la dirección X-X para el Caso 1, Caso 2 y Caso 3

respectivamente (Fuente: Propia)

Norma Norma

Vigente Z4 Vigente Z3

Norma Norma

Anterior Anterior

NorVig Z4/ NorVig Z3/

NorAnt NorAnt

Norma Norma

Vigente Z4 Vigente Z3

Norma Norma

Anterior Anterior

NorVig Z4/ NorVig Z3/

NorAnt NorAnt

Ton

Ton

69.2%

DIR X-X

DIR Y-Y

70.4%

383.7 Ton

554.7 Ton

583.2

COMPARATIVO DE FUERZA CORTANTE EN LA BASE

DIR X-X

496.7 Ton

583.2 Ton

85.2%

DIR Y-Y

467.6 Ton

554.7 Ton

84.3%

COMPARATIVO DE FUERZA CORTANTE EN LA BASE

410.3

Psismo 3367 Ton Psismo 3200 Ton Psismo 3083 Ton

T 0.51 s T 0.54 s T 0.56 s

Sa Sa Sa

Vest 785.63 Ton Vest 660.00 Ton Vest 539.53 Ton

Vdin 583.22 Ton Vdin 496.74 Ton Vdin 410.30 Ton

Vdin/Vest Vdin/Vest Vdin/Vest

Famp-x Famp-x Famp-x

FUERZA CORTANTE EN LA BASE

DIRECCIÓN X-X

0.175

76.0%

1.052

0.206

75.3%

1.0631.078

0.233

74.2%

DIRECCIÓN X-X

FUERZA CORTANTE EN LA BASE FUERZA CORTANTE EN LA BASE

DIRECCIÓN X-X


Página 68

Tabla 4.23.Factores de amplificación en la dirección Y-Y para el Caso 1, Caso 2 y Caso 3

respectivamente (Fuente: Propia)

En las tablas 4.22 y 4.23 para las direcciones x e y, se puede observar que los valores de amplificación

son similares en las tres edificaciones, teniendo alrededor de 6% de amplificación para la dirección X-

X y de 13% de amplificación para la dirección Y-Y.

Psismo 3367 Ton Psismo 3200 Ton Psismo 3083 Ton

T 0.40 s T 0.42 s T 0.46 s

Sa Sa Sa

Vest 785.63 Ton Vest 660.00 Ton Vest 539.53 Ton

Vdin 554.66 Ton Vdin 467.63 Ton Vdin 383.69 Ton

Vdin/Vest Vdin/Vest Vdin/Vest

Famp-y Famp-y Famp-y


DIRECCIÓN Y-Y

0.175

71.1%

1.125

DIRECCIÓN Y-Y

70.6%

1.133

0.233


DIRECCIÓN Y-Y

0.206

70.9%

1.129



Página 69

5. DISEÑO DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES

PRINCIPALES DE LAS ESTRUCTURAS DE LOS 3

MODELOS

En este cuarto capítulo se realizará el diseño de los elementos estructurales principales para los 3 casos

que se analizarán en esta investigación. En el caso de las losas de techo, como no se verán afectadas

por fuerzas sísmicas, se tiene un solo diseño y se adjunta en el Anexo B.

5.1 Diseño de placas de los 3 casos

A continuación, se muestra en la figura 5.1, la planta del edificio con sus placas más esforzada en la

dirección x-x. De esta placa se realizar el diseño para los 3 casos y se tendrán diseño distintos con

diferente acero.

Figura 5.1. Placa en el sentido x-x (Fuente: Propia)


Página 70

A continuación, se muestra en la figura 5.2, la planta del edificio mostrando las placas más esforzadas

de cada tipo en dirección y-y. De estas dos placas se realizará el diseño para los 3 casos y se obtendrán

diseños distintos.

Figura 5.2. Placas en el sentido y-y (Fuente: Propia)


Página 71

5.1.1 Diseño de placas para el Caso 1

5.1.1.1 Diseño de Placa 1 con Norma Anterior E030 (2003)

Dado que las cuatro placas en dirección X-X tienen se encuentran sometidas a fuerzas similares y

cuentan con las mismas dimensiones, se realizará un diseño y sólo se tendrá un tipo de placa para cada

una de las tres estructuras obtenidas.

A continuación, en la figura 5.3, se muestran las fuerzas cortantes y momentos actuantes en los pisos

inferiores de la placa crítica en esta dirección.

Figura 5.3. Diagrama de Fuerzas Cortantes y Momentos Flectores de los Pisos Inferiores de la

Placa Crítica en Dirección X-X (Ton y Ton.m) (Fuente: Propio)


Página 72

A continuación, se muestra enla tabla5.1, las cargas y los momentos flectores actuantes junto con los

momentos flectores resistentes de la placa teniendo núcleos de 50x30cm con 4ϕ1”+4ϕ3/4” en cada

extremo y dos filas de ϕ1/2”@.20 en la zona de acero distribuido, junto con el respectivo diagrama de

interacción. La siguiente tabla muestra las cargas que se usaron.

Tabla 5.1. Cargas Actuantes en Ton y Momentos Flectores Actuantes y Resistentes en Ton (Fuente:

Propia)

A continuación, en la figura 5.4, se muestra el diagrama de interacion de la placa y se observan que la

carga axial y momentos flectores actuantes estan dentro del rango esperado.

Figura 5.4. Diagrama de Interacción de la Placa Mostrando la Carga Axial y los Momentos

Flectores Actuantes en el primer nivel (Fuente: Propia)

Pu Mux

535 575 -668.6 668.6

466 342 -643.1 643.1

383 206 -603.1 603.1

fMn para Pu


Página 73

Para obtener el acero horizontal se muestra la tabla 5.2, con el diseño por cortante realizado en el piso

crítico inferior.

Tabla 5.2. Valores para el diseño por cortante (Fuente: Propia)

En el piso crítico se necesita menos acero horizontal que la cuantía mínima) que exige la norma para

estas condiciones (0.0025 del área bruta). Por lo tanto, se distribuye horizontalmente dos filas de

ϕ1/2”@.20 a lo largo de los 7 pisos de la edificación en esta placa.


Página 74

5.1.1.2 Diseño de Placa 2 con Norma Anterior E030 (2003)

Para las placas en la dirección Y-Y se ha realizado el diseño de la Placa 2 (placa superior izquierda

alargada en la dirección Y-Y) y la Placa 3 (placa inferior izquierda alargada en la dirección Y-Y) para

cada uno de las tres estructuras obtenidas. A continuación se muestran los resultados para la Placa 2.

A continuación, se muestran enla figura 5.5, las fuerzas cortantes y los momentos actuantes en los

pisos inferiores de la Placa 2 en esta dirección.


Placa 2 Crítica en Dirección Y-Y (Ton y Ton.m) (Fuente: Propia)


Página 75

A continuación, se muestra la tabla 5.3, de cargas y momentos flectores actuantes junto con los

momentos flectores resistentes de la placa teniendo núcleos de 80x30cm con 14ϕ1” en cada extremo

y dos filas de ϕ1/2”@.20 en la zona de acero distribuido, junto con el respectivo diagrama de


Tabla 5.3. Cargas Actuantes en Ton y Momentos Flectores Actuantes y Resistentes en (Ton.m)

(Fuente: Propia)


carga axial y momentos flectores actuantes estan dentro del rango esperado.

Figura 5.6. Diagrama de Interacción de la Placa Mostrando la Carga Axial (Ton) y los Momentos

Flectores Actuantes (Ton.m) en el primer nivel (Fuente: Propia)


Página 76

Para obtener el acero horizontal se muestra la tabla 5.4, con el diseño por cortante realizado en el piso

crítico inferior.

Tabla 5.4. Valores para el diseño (Fuente: Propia)

En el piso crítico se necesita menos acero horizontal que la cuantía mínima que exige la norma para

estas condiciones. Por lo tanto, se distribuye horizontalmente dos filas de ϕ1/2”@.20 a lo largo de los

7 pisos de la edificación en esta placa.


Página 77

5.1.2 Diseño de placas para el Caso 2

5.1.2.1 Diseño de Placa 1 con Norma Vigente E030 (2016) en Zona Z4

A continuación, se muestran en la figura 5.7 las fuerzas cortantes y momentos actuantes en los pisos

inferiores de la placa crítica en esta dirección.


Placa Crítica en Dirección X-X (Ton y Ton.m) (Fuente: Propia)


Página 78

A continuación, se muestra la tabla 5.5 de cargas y momentos flectores actuantes junto con los

momentos flectores resistentes de la placa teniendo núcleos de 50x30cm con 8ϕ3/4” en cada extremo


interacción.La siguiente tabla muestra las cargas que se usaron.


(Fuente: Propia)


carga axial y momentos flecores actuantes estan dentro del rango esperado.




Página 79

Para obtener el acero horizontal se muestra la tabla 5.6, el diseño por cortante realizado en el piso

crítico inferior.


En los niveles inferiores se requiere al menos dos filas de ϕ1/2”@.175 mientras que en los pisos

superiores se puede disminuir hasta la cuantía mínima de 0.0025.

Por lo tanto se elige tener la siguiente distribución de acero horizontal en esta placa:

Piso 1 – Piso 3: ϕ1/2”@.175 (dos filas)



Página 80


A continuación, se muestra en la figura 5.9, las fuerzas cortantes y los momentos actuantes en los pisos

inferiores de la Placa 2 en esta dirección.


Placa Crítica en Dirección Y-Y (Ton y Ton.m) (Fuente: Propia)


Página 81






(Fuente: Propia)

A continuación, en la figura 5.10, se muestra el diagrama de interacion de la placa y se observan que

la carga axial y momentos flecores actuantes estan dentro del rango esperado.




Página 82

Para obtener el acero horizontal se muestra en la tabla 5.8, el diseño por cortante realizado en el piso

crítico inferior.








Página 83

5.1.3 Diseño de placas para el Caso3


A continuación, se muestra en la figura 5.11 las fuerzas cortantes y los momentos actuantes en los

pisos inferiores de la placa crítica en esta dirección.


Placa Crítica en Dirección X-X (Ton y Ton.m) (Fuente: Propia)


Página 84


momentos flectores resistentes de la placa teniendo núcleos de 50x20cm con 8ϕ3/4” en cada extremo




(Fuente: Propia)






Página 85


crítico inferior.









Página 86


A continuación, se muestra en la figura 5.13, las fuerzas cortantes y los momentos actuantes en los

pisos inferiores de la Placa 5 en esta dirección.

Figura 5.13. Diagrama de Fuerzas Cortantes y Momentos Flectores de los Pisos Inferiores de

la Placa Crítica en Dirección Y-Y (Ton y Ton.m) (Fuente: Propia)


Página 87

A continuación, se muestra en la tabla 5.11 las cargas y momentos flectores actuantes junto con los





(Fuente: Propia)






Página 88


crítico inferior.


En el piso crítico se necesita menos acero horizontal que la cuantía mínima que exige la norma para

estas condiciones. Por lo tanto, se distribuye horizontalmente dos filas de ϕ3/8”@.25 a lo largo de los

7 pisos de la edificación en esta placa.

Luego de realizar los cálculos del acero que deben ir para las placas en el sentido x e y, en los 3 casos.

Se procede a realizar el dibujo de estos en planos para plasmar los resultados obtenidos. En el Anexo

C, Planos de Placas, se podrá encontrar los planos de las placaspara los 3 casos analizados con sus

respectivas dimensiones y distribución de acero.

5.1.4 Análisis Comparativo de Fuerzas en Placas

A continuación, despues del analisis realizado para el diseño de placas en cada caso, se muestrandos

tablas donde se compara la carga axial, la fuerza cortante y los momentos flectores en el primer nivel

para las Placas 1 y 2, en los 3 caso que se esta analizando.

Tabla 5.13. Comparativo de Fuerzas en Placa 1 (Fuente: Propia)


Página 89

Tabla 5.14. Comparativo de Fuerzas en Placa 2 (Fuente: Propia)

Como se puede apreciar de las tablas 5.13 y 5.14, tanto en el caso de la Placa 1 en dirección X-X como

en el caso de la Placa 2 en dirección Y-Y se tiene que en el caso de Norma Anterior la carga axial

última, el momento último y la fuerza cortante última en la base es mayor que en los casos con Norma

Vigente. Esta diferencia es mayor para la Placa 1 que está alineada a la dirección crítica en cuanto a

derivas de la edificación.

5.2Diseño de columnas de los 3 Casos

Para el diseño de columnas se ha elegido la columna frontal P3 de dimensiones 75x40cm ubicada en

el eje C’-2. A continuación, se observa la figura 5.15 con la ubicación de la columna.

Figura 5.15. Planta Típica de la Edificación Mostrando la Columna P3 (Fuente: Propia)


Página 90

5.2.1 Diseño de columnas para Caso 1

Norma Anterior E030 (2003)

A continuación, se muestra en la figura 5.16 la carga axial y los momentos actuantes en la columna P3

en los pisos distintos pisos de la edificación.

Figura 5.16. Diagrama de Fuerzas Axiales y Momentos Flectores de la Columna P3 (Ton y Ton.m)

(Fuente: Propia)


Página 91


momentos flectores resistentes de la columna para cada carga teniendo 14ϕ1” distribuidos

uniformemente. La siguiente tabla muestra las cargas que se usaron.

Tabla 5.15. Cargas Actuantes (Ton) y Momentos Flectores Actuantes y Resistentes (Ton.m) (Fuente:

Propia)

A continuación, en la figura 5.17, se muestra el diagrama de interacion de la columna y se observan

que la carga axial y momentos flecores actuantes estan dentro del rango esperado.

Figura 5.17. Diagrama de Interacción de la Columna Mostrando la Carga Axial y los Momentos



Página 92

5.2.2Diseño de columnas para Caso2

Norma Vigente E030 (2016) en Zona 4

A continuación, se muestra en la figura 5.18l a carga axial y los momentos actuantes en la columna P3

en los pisos distintos pisos de la edificación.


(Fuente: Propia)


Página 93



uniformemente.La siguiente tabla muestra las cargas que se usaron.


Propia)



Figura 5.19. Diagrama de Interacción de la Columna Mostrando la Carga Axial y los Momentos



Página 94

5.2.3 Diseño de columnas para Caso 3

Norma Vigente E030 (2016) en Zona 3

A continuación, se muestra en la figura 5.20 la carga axial y los momentos actuantes en la columna

P1 en los pisos distintos pisos de la edificación.


(Fuente: Propia)


Página 95



uniformemente.La siguiente tabla muestra las cargas que se usaron.


Propia)



Figura 5.21. Diagrama de Interacción de la Colummna Mostrando la Carga Axial y los Momentos



Página 96

Diseño Único de Columna P3 para los tres casos

Como se puede observar de los diagramas de interacción, el diseño de la columna está gobernado

básicamente por la carga axial. Debido a que la carga axial casi no varía entre los tres casos, se obtiene

un diseño de columna único para los tres y por lo tanto podemos decir que para este caso en particular

el uso de la norma anterior o la norma vigente, situando la edificación en la zona 3 o 4, no causa

diferencias en el diseño de la columna.

Piso 1 – Piso 3:14ϕ1” (70.70cm2 de acero)

Piso 4 – Piso 5:4ϕ1”+10ϕ3/4” (48.60cm2 de acero)

Piso 5 – Piso 7:14ϕ3/4” (39.76cm2 de acero)

En el diseño de la columna presentada se muestra que la columna parte con 70.70cm2 de acero del

primero al tercer piso, luego se reduce a 48.60cm2 hasta el quinto piso y finalmente se reduce a

39.76cm2 para el resto de la edificación. Esta reducción se hace ya que en los pisos superiores se tiene

menor carga axial y como los momentos flectores son bajos la columna puede resistir las fuerzas y

momentos actuantes.

Luego de realizar los cálculos del acero en las columnas, en los 3 casos, se procede a realizar el dibujo

de estos en planos para plasmar el diseño. En el Anexo D se podrá encontrar los planos con las

dimensiones y la distribución de acero que corresponde a cada columna.

5.2.4 Análisis Comparativo de Fuerzas en Columna P3

A continuación, se muestra una tabla 5.18 donde se compara la carga axial, la fuerza cortante y los

momentos flectores en el primer nivel de la columna P3.

Tabla 5.18. Comparativo de Fuerzas en Columna P3 (Fuente: Propia)

Como se puede observar de la tabla anterior, la carga axial se mantiene similar en los tres casos,

mientras que el momento último y la fuerza cortante es mayor para los casos con Norma Vigente. Al


Página 97

haberse reducido las placas en estos dos últimos casos, la columna que se mantiene de las mismas

dimensiones se vuelve comparativamente más rígida con respecto a las placas y empieza a trabajar

más ante el sismo.

5.3 Diseño de cimentación para los 3 Casos

Para realizar la cimentación de la edificación se hallaron las fuerzas y momentos en la base de los

elementos verticales para cada uno de los tres casos. Estas reacciones en la base de los elementos

verticales se puede observar en el Anexo E para cada uno de los tres casos.

Como se tiene un suelo blando tipo S3 entonces la capacidad portante es relativamente baja. En el caso

particular de esta edificación se tiene una capacidad portante de 1kg/cm2. Además de esto, según el

estudio de suelos, se tiene una profundidad mínima de cimentación de 1.40m. Como se tiene una

capacidad portante baja y una edificación de 7 pisos con luces grandes se intentó como primera

aproximación usar zapatas aisladas pero las zapatas se juntaban debido a las grandes dimensiones en

planta que necesitaban. Finalmente se optó por utilizar una platea de cimentación en toda la edificación

con nivel de fondo -1.40m por debajo del terreno natural.

A continuación, en las tablas 5.19, 5.20 y 5.21 se muestran un resumen de la carga axial total

transmitida a la platea en servicio.

Tabla 5.19. Carga axialtransmitida a la platea para el Caso 1 en Ton.m (Fuente: Propia)



Página 98


En general la carga axial transmitida a la cimentación es muy similar en los tres casos. Se tiene

básicamente como diferencia la carga adicional debido al ancho de las placas de la edificación, que

como peso total no es muy influyente.

A continuación, se muestran los momentos flectores transmitidos en la platea en cada dirección para

debido a las cargas de sismo para cada uno de los tres casos. Cabe resaltar que de acuerdo al numeral

15.2.5 de la norma E060 de diseño en concreto armado, para determinar los esfuerzos en el suelo los

momentos flectores mostrados en las tablas se reducirán al 80% de su valor ya que las solicitaciones

sísmicas estan especificadas a nivel de resistencia de la estructura. Además de esto para las condiciones

que involucren cargas temporales como es es caso de cargas de sismo, de acuerdo al numeral 15.2.4

de la norma E060, se considerará un incremento del 30% en el valor de la presión admisible del suelo.

Para el caso 1, en las tablas 5.22 y 5.23, obtenidas del software ETABS, se muestran los valores para

los momentos flectores debido al sismo en direccion X-X y el sismo en direccion Y-Y que se transmite

a la platea.

Tabla 5.22. Momentos Flectores debido al sismo en dirección X-X transmitidos a la platea para el

Caso 1 en Ton.m (Fuente: Propia)


Página 99

Tabla 5.23. Momentos Flectores debido al sismo en dirección Y-Y transmitidos a la platea para el




a la platea.






Página 100



a la platea.





Los momentos flectores debidos al sismo si varían considerablemente, teniendo un alrededor del 85%

del momento flector total del caso 1 con la norma vigente en Zona Z4 y del 70% para el caso norma

vigente en Zona Z3.

La cimentación se verificará para dos condiciones, esfuerzo actuante sobre el terreno contrastada con

su capacidad admisible y para la condición de volteo para el caso crítico, que en este caso sería el

diseño con la Norma E030 versión anterior porque se tienen mayores momentos flectores. Esto debido

a las condiciones de carga vertical son muy similares para los tres casos, en caso el volteo no predomine


Página 101

en el diseño de la platea, se tendrá un solo diseño para los tres casos y por lo tanto la norma utilizada

no tendrá influencia en la composición de la cimentación.

Por lo tanto para el diseño de la cimentacion se tendra tres combinaciones, la primera de ellas se

muestra en la tabla 5.28 donde se tiene los valores que seran usado para esta combinacion critica sin

sismo, y se realiza el calculo con ello se obtiene un esfuerzo sobre el terreno menor al admisible.

Tabla 5.28. Esfuerzo sobre el terreno para combinación crítica sin sismo (Fuente: Propia)

La segunda combinacion critica con sismo en direccion X-X, muestra los valores a usar en la tabla

5.29, y luego de realizar el calculo se obtiene un esfuerzo sobre el terreno menor al admisible.

Tabla 5.29. Esfuerzo sobre el terreno para combinación crítica con sismo en dirección X-X (Fuente:

Propia)

La tercera combinacion critica con sismo en direccion Y-Y, muestra los valores a usar en la tabla 5.30,

y luego de realizar el calculo se obtiene un esfuerzo sobre el terreno menor al admisible.


Página 102

Tabla 5.30. Esfuerzo sobre el terreno para combinación crítica con sismo en dirección Y-Y (Fuente:

Propia)

Como se observa de las tablas mostradas anteriormente, la capacidad admisible del terreno con las

combinaciones que no involucran cargas de sismo tienen una menor holgura que aquellas que

involucran cargas de sismo. Esto se debe al incremento de capacidad del terreno del 30% para los

casos que involucran cargas temporales. Estos cálculos fueron realizados para el Caso 1, que es

crítico porque es el que tiene mayor carga axial y mayores momentos flectores. Para esta condición

el sismo no gobierna el diseño de la platea.

A continuación, se muestra en la tabla 5.31 los momentos resistentes al volteo provenientes de la carga

muerta de los elementos verticales. Ademas se realiza la verificacion por volteo de la cimentacion,

estos valores se resumen en la tabla 5.32.

Tabla 5.31. Momentos resistentes al volteo de la cimentación (Ton.m) (Fuente: Propia)


Página 103

Tabla 5.32. Verificación por volteo de la cimentación (Fuente: Propia)

En la tabla 5.30 anterior se puede ver que los esfuerzos debidos a cargas axiales son predominantes ya

que utiliza el 92% de la capacidad del terreno con un área de 443m2. Se verificó condiciones de corte

y flexión en la cimentación para obtener el peralte de 50cm que se ha utilizado en el diseño.

Se verificó la condición de volteo para ambas direcciones, ver tabla 5.32. En el caso de la dirección X-

X no influye el extremo de la edificación donde se verificó dada la simetría de la edificación. Para la

dirección Y-Y se verificó en la parte inferior de la edificación que es el caso crítico dado que la mayoría

del peso de la edificación se encuentra hacia este lado y por lo tanto los momentos resistentes al volteo

serán menores.

Se puede observar que los factores de seguridad de la condición de volteo son bastante mayores a 1.5

que es lo mínimo que pide la norma, teniendo 6.3 para la dirección X-X y 4.4 para el caso crítico que

es en la dirección Y-Y. Teniendo estos factores de seguridad tan elevados para el caso más crítico se

puede concluir que para el diseño de la platea de cimentación predomina los esfuerzos transmitidos al

terreno provenientes de cargas de gravedad y por lo tanto se tendrá el mismo diseño para los tres casos.

Para el diseño de la platea de cimentación se utilizó una platea de 50cm de espesor, formando paños

utilizando vigas que unenlas columnas y placas de dimensiones de 30cm de ancho y 1.20m de peralte

para las menos cargadas y de 50cm de ancho y 1.20m de peralte para los casos más cargados. Se utilizó

una doble malla de acero de 1/2”@.20cm superior e inferior y algunos bastones adicionales de 1/2” de

diámetro en los paños más críticos. El plano desarrollado de la platea de cimentación con su respectiva

distribución de acero se detalla en el Anexo F,Platea de Cimentación.

5.4 Diseño de vigas para los 3 Casos

A continuación, se realizará el diseño de la viga que se muestran a continuación. Se realizó un metrado

de cargas de gravedad para que se adjunta en el Anexo G, Metrado de Cargas de Vigas, y luego se

realizaron las combinaciones correspondientes incluyendo los casos de sismo.


Página 104

Figura 5.22. Viga V-4 a Analizar (Fuente: Propia)

5.4.1 Diseño de Viga V-4 para el Caso 1

En la siguiente figura 5.23 se muestra la envolvente de los momentos flectores y la fuerza cortante de

la Viga V-4, se puede observar su ubicacion en planta en la figura 5.22. Estos momentos se obtuvieron

del análisis realizado con la norma anterior.

Figura 5.23. Norma Anterior – Viga V4 - Diagrama de Momentos Flectores en Ton.m y Fuerza

Cortante en Ton (Fuente: Propio)


Página 105

Esta viga tiene una sección de 40cm de ancho y 65cm de peralte. A continuación se muestran los

momentos y cortante últimos que actuan sobre la viga comparado con los momentos y cortante

resistentes con la distribución de acero propuesta para cada caso.

Tramo 1:

Mu+ 18.09Ton.m

ϕMn+ 23.9Ton.m con 4ϕ3/4”

Mu- 41.0Ton.m

ϕMn- 51.3Ton.m con 3ϕ1”+4ϕ3/4”

Vu 20.5Ton

ϕVn 35.3Ton (con ϕ3/8”@.15 en zona de confinamiento)

Tramo 2:

Mu- 49.4Ton.m


Mu+ 16.9Ton.m


Mu- 49.2Ton.m


Vu 22.6Ton


Tramo 3:

Mu- 40.8Ton.m


Mu+ 18.1Ton.m


Vu 20.5Ton



Página 106

5.4.2Diseño de Viga V-4 para el Caso 2


la Viga V-4. Estos momentos se obtuvieron del análisis realizado con la norma anterior.

Figura 5.24. Norma Vigente en Zona Z4– Viga V4 - Diagrama de Momentos Flectores en Ton.m y

Fuerza Cortante en Ton (Fuente: Propio)

Esta viga tiene una sección de 40cm de ancho y 65cm de peralte. A continuación, se muestran los



Tramo 1:

Mu+ 19.0Ton.m


Mu- 40.9Ton.m


Vu 20.5Ton


Tramo 2:

Mu- 49.0Ton.m


Mu+ 16.7Ton.m



Página 107

Mu- 48.8Ton.m


Vu 22.5Ton


Tramo 3:

Mu- 40.7Ton.m


Mu+ 18.9Ton.m


Vu 20.5Ton


5.4.3Diseño de Viga V-4 para el Caso 3


la Viga V-4. Estos momentos se obtuvieron del análisis realizado con la norma anterior.

Figura 5.25. Norma Vigenteen Zona Z4– Viga V4 - Diagrama de Momentos Flectores en Ton.m y

Fuerza Cortante en Ton (Fuente: Propio)

Esta viga tiene una sección de 40cm de ancho y 65cm de peralte. A continuación, se muestran los



Tramo 1:

Mu+ 19.7Ton.m


Página 108


Mu- 40.2Ton.m


Vu 20.7Ton


Tramo 2:

Mu- 47.4Ton.m


Mu+ 16.6Ton.m


Mu- 47.2Ton.m


Vu 22.1Ton


Tramo 3:

Mu- 40.0Ton.m


Mu+ 19.7Ton.m


Vu 20.6Ton


En los diagramas de momentos flectores y fuerzas cortantes mostrados se puede ver que esta viga casi

no toma esfuerzos de sismo debido a que los momentos flectores son similares para los tres casos. Era

de esperarse que esta viga no esté sometida a grandes esfuerzos de sismo, ya que se encuentra en un

pórtico donde no se tienen elementos rígidos verticales en la dirección de la viga. Como los esfuerzos

en las vigas son similares para los tres casos entonces se tendrá un solo diseño.

Con estos diagramas se procede a realizar el diseño de acero de la viga para los 3 casos. Al final se

obtiene la distribución de acero, esta se puede observara detaalle en el Anexo H.


Página 109

6. RESULTADOS COMPARATIVOS DE RATIOS DE

LOS 3 CASOS DE LAS EDIFICACIONES

ANALIZADAS

Para este sexto capítulo se debe realizar el metrado de concreto y acero para las tres estructuras con

los elementos estructurales diseñados en el capítulo anterior. Los planos de estos elementos se

encuentran en los anexos y los cálculos de los metrados se encuentran en el Anexo I Tablas de Cálculo

de Materiales para Concreto y Acero. Con estos metrados se procederá a realizar el análisis

comparativo entre los tres casos en cuanto a cantidad de concreto y acero, costo total en concreto y

acero y de ratios de concreto/área_techada y acero/área_techada.

6.1 Materiales para la edificación con la norma anterior

En este subcapítulo se calculará la cantidad de material de acero y concreto que puede usarse en la

construcción de la edificación del caso 1 que se analizo con la norma anterior.

6.1.1Cantidad de acero

A continuación en la tabla 6.1 se muestra el resumen de la cantidad de acero que se obtuvo del metrado

de la edificación. Estas cantidades están distribuidas en los elementos principales.


Página 110

Tabla 6.1. Resultados de metrados para acero en el caso 1 (Fuente: Propia)

6.1.2Cantidad de concreto

A continuación en la tabla 6.2 se muestra el resumen de la cantidad de concreto que se obtuvo del

metrado de la edificación. Estas cantidades están distribuidas en los elementos principales.

Tabla 6.2. Resultados de metrados para concreto en el caso 1 (Fuente: Propia)

ELEMENTOS PRINCIPALES

01.01 CIMENTACION

TOTAL ACERO 20365

01.02 VIGAS

TOTAL ACERO 26756

1.03 PLACAS

TOTAL ACERO 19293

01.03.01 PLACA X-X

TOTAL ACERO 10366

01.03.02 PLACA Y-Y

TOTAL ACERO 8927

1.04 LOSA DE TECHO

TOTAL DE ACERO 26064

1.05 COLUMNAS

TOTAL ACERO 12202

ACERO TOTAL DEL CASO 1 (kg) 104679

DESCRIPCIÓNITEM TOTAL


01.01 CIMENTACION

TOTAL CONCRETO 276.01

01.02 VIGAS


01.03 PLACAS


01.04 PLACA X-X


01.05 PLACA Y-Y


01.06 LOSA DE TECHO


01.08 COLUMNAS


CONCRETO TOTAL (m3) 1116.94

ITEM DESCRIPCIÓN TOTAL


Página 111

6.2Materiales para la edificación con norma vigente en zona 4

En este subcapítulo se calculará la cantidad de material de acero y concreto que se requiere para la

construcción de la edificación del caso 2 que se analizó con la norma vigente en zonificación 4.


A continuación en la tabla 6.3 se muestra el resumen de la cantidad de acero que se obtuvo del metrado




A continuación en la tabla 6.4 se muestra el resumen de la cantidad de concreto que se obtuvo del



01.01 CIMENTACION

TOTAL ACERO 20365

01.02 VIGAS

TOTAL ACERO 25979

1.03 PLACAS

TOTAL ACERO 16998

01.03.01 PLACA X-X

TOTAL ACERO 10438

01.03.02 PLACA Y-Y

TOTAL ACERO 6560

1.04 LOSA DE TECHO


1.05 COLUMNAS

TOTAL ACERO 12202




Página 112


6.3Materiales para la edificación con norma vigente en zona 3

En este subcapítulo se calculará la cantidad de material de acero y concreto que se requiere para la

construcción de la edificación del caso 3 que se analizó con la norma vigente en la zonificación 3.


A continuación, en la tabla 6.5 se meustra el resumen de la cantidad de acero que se obtuvo del metrado



01.01 CIMENTACION


01.02 VIGAS


01.03 PLACAS


01.04 PLACA X-X


01.05 PLACA Y-Y


01.06 LOSA DE TECHO


01.08 COLUMNAS





Página 113



A continuación, en la tabla 6.6 se muestra el resumen de la cantidad de concreto que se obtuvo del




01.01 CIMENTACION

TOTAL ACERO 20365

01.02 VIGAS

TOTAL ACERO 24580

1.03 PLACAS

TOTAL ACERO 13269

01.03.01 PLACA X-X

TOTAL ACERO 7117

01.03.02 PLACA Y-Y

TOTAL ACERO 6153

1.04 LOSA DE TECHO


1.05 COLUMNAS

TOTAL ACERO 12202




01.01 CIMENTACION


01.02 VIGAS


01.03 PLACAS


01.04 PLACA X-X


01.05 PLACA Y-Y


01.06 LOSA DE TECHO


01.08 COLUMNAS





Página 114

6.4 Cuadros Comparativos de Materiales por Caso

Luego de obtener las cantidades de materiales que deben usarse para cada caso se procede a realizar

un comparativo de la cantidad de materiales requeridos para los tres casos. En la tabla 6.7 se muestra

el comparativo de las cantidades acero.

CONCRETO E.030 VERSIÓN 2003

(m3 de concreto)

E.030 VERSIÓN 2016 ZONA 4

(m3 de concreto)


(m3 de concreto)

Cimentación 276.01 276.01 276.01

Columnas 61.05 61.05 61.05

Placas 252.42 (100%) 185.85 (74%) 140.28 (56%)

Vigas 203.94 203.94 203.94

Losas 323.50 323.50 323.50

Total 1116.94 1050.37 1004.80

Tabla 6.7. Resultados comparativos de los 3 casos en cantidad de concreto (Fuente: Propia)

En la tabla 67 se puede observar que la edificación diseñada con la norma E030 anterior requiere de

más volúmen de concreto que las otras dos. Además se puede observar que el caso 3, usando la norma

vigente con zonificación Z3, es la que requiere de menos concreto, siendo el caso de la norma vigente

con zonificación Z4 el caso intermedio.

Se debe tener en cuenta según los diseños realizados anteriormente que las vigas, losas, columnas y la

cimentación tienen las mismas dimensiones para los 3 casos; por ello, se obtendrá el mismo volúmen

de concreto para los 3 casos. En otras palabras, estos elementos no sufren variaciones en cuanto a

concreto por el cambio de norma ni la zonificación para este caso en particular. La diferencia en

volúmenes de concreto proviene de la diferencia de dimensiones en las placas.

Ahora se muestra el comparativo del porcentaje de influencia del concreto de los principales elementos

estructurales para cada caso, en la tabla 6.8.


Página 115

CONCRETO NORMA ANTERIOR NORMA VIGENTE Z4 NORMA VIGENTE Z3

Cimentación 25% 26% 28%

Columnas 5% 6% 6%

Placas 23% 18% 14%

Vigas 18% 19% 20%

Losas 29% 31% 32%

Total 100% 100% 100%

Tabla 6.8. Resultados comparativos de los 3 casos en porcentaje de influencia (Fuente: Propia)

En la tabla 6.8 se puede observar que hay una gran similitud de caso a caso entre la influencia del

concreto por elemento, siendo las placas las que sufren mayor cambio. Las placas según la norma

anterior tiene mayor porcentaje que las demás con 23%, esto se debe a que las dimensiones de estas

son mayores con la norma anterior, mientras que las placas diseñadas con la norma vigente disminuyen

en dimensión con una influencia de 18% para la zona 4 y de 14% para la zona 3.

Para una mejor manera de observar los cambios, se puede analizar la imagen 6.1, donde se observa

que la mayor variacion de cantidad de concreto se da en las placas, como se dijo antes, lo demas

elementos estructurales, no se observa cambios con grandes diferencias. Concluyendo que el en caso

3, con la norma vigente en z3 se tiene menos concreto que en los otros 2 casos, se infirio que seria asi

desde el diseño, ya que se tiene menor espesor en el caso 3.

Figura 6.1. Porcentaje de influencia del concreto de los principales elementos para los 3 casos

(Fuente: Propia)

0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%

100%

NORMAANTERIOR

NORMA VIGENTEZ4

NORMA VIGENTEZ3

Losas

Vigas

Placas

Columnas

Cimentación


Página 116

Luego de realizar el comparativo de las cantidades de concreto se procede a realizar un comparativo

de la cantidad de acero usado en los diferentes casos, utilizando los resultados del metrado realizado.

La cantidad de acero de las losas, las columnas y la cimentación serán las mismas en los 3 casos. Se

muestra la tabla 6.9 con el comparativo de las cantidades acero.

ACERO E.030 VERSIÓN 2003 ZONA 3

(kg de acero)


(kg de acero)


(kg de acero)

Cimentación 20365 20365 20365

Columnas 12202 12202 12202

Placas 19293 (100%) 16998 (88%) 13269 (69%)

Vigas 26756 (100%) 25979 (97%) 24580 (92%)

Losas 26064 26064 26064

Total 104679 101608 96480

Tabla 6.9. Resultados comparativos de los 3 casos en cantidad de acero (Fuente: Propia)

En la tabla 6.9 se puede observar que la edificación diseñada con la norma E030 versión anterior

requiere de más acero que las otras dos. Además se puede observar que el caso de norma vigente

enzonificación 3 es la que menos usa menos acero y el caso de norma vigente en zonificación 4 el

intermedio.

Ahora se tendrá el comparativo para el porcentaje de influencia de cada tipo de elemento estructural

en acero. Se muestra la tabla 6.10 con el comparativo de los porcentajes.

ACERO E.030 VERSIÓN 2003 ZONA 3 E.030 VERSIÓN 2016 ZONA 4 E.030 VERSIÓN 2016 ZONA 3

Cimentación 19% 20% 21%

Columnas 12% 12% 13%

Placas 18% 17% 14%

Vigas 26% 26% 25%

Losas 25% 25% 27%

Total 100% 100% 100%

Tabla 6.10. Resultados comparativos de los 3 casos en porcentaje de influencia (Fuente: Propia)


Página 117

En la tabla 6.10 se observa el porcentaje de indicencia de acero en cada tipo de elemento estructural.

Como se observa hay una gran similitud entre los tres casos, siendo las placas la que tiene mayor

variación entre casos. Las placas según la norma versión anterior tienen mayor porcentaje que las

demás, esto se debe a que las placas en este caso deben ser capaces de resistir mayores momentos

flectores y fuerzas cortantes mientras que los requerimientos de flexión y corte con la norma vigente

son menores.

Para una mejor manera de observar los cambios, se puede analizar la imagen 6.2, donde se observa

que la mayor variacion de cantidad de acero se da en las placas, los demas elementos estructurales, no

se observa cambios con grandes diferencias. Concluyendo que el en caso 3, con la norma vigente en

z3 se tiene menos acero que en los otros 2 casos, se infirio que seria asi desde el diseño, ya que se tiene

menos cantidad de acero y de menores dimensiones en el caso 3.

Figura 6.2. Porcentaje de influencia del acero de los principales elementos para los 3 casos (Fuente:

Propia)

A continuación, se muestra la tabla 6.11 con el cálculo de costos de materiales para el concreto. Los

costos unitarios de los materiales incluyen mano de obra y se obtuvieron actualizados de la revista

Costos y Construcción. En la imagen 6.3 se observa los variaciones segun barras, para una mejor vision

de la variacion de costos.

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

NORMA ANTERIOR NORMA VIGENTEZ4

NORMA VIGENTEZ3

Losas

Vigas

Placas

Columnas

Cimentación


Página 118

CONCRETO VERSION 2003 ZONA 3 VERSIÓN 2016 ZONA 4 VERSIÓN 2016 ZONA 3

Cantidad

(m3) Costo U.

(S/.) Cantidad

(m3) Costo U.

(S/.) Cantidad

(m3) Costo U.

(S/.)

Cimentación 276.01 314.85 276.01 314.85 276.01 314.85 Columnas 61.06 470.17 61.06 470.17 61.06 470.17 Placas 252.42 531.35 185.85 531.35 140.28 531.35 Vigas 203.94 347.04 203.94 347.04 203.94 347.04

Losas 323.50 330.34 323.50 330.34 323.50 330.34

Total (S./) 427,374.02 392,002.05 367,788.43

Tabla 6.11. Resultados comparativos de los 3 casos en costo de concreto (Fuente: Propia)

Figura 6.3. Costo Total del Concreto de la Edificación para los 3 Casos (Fuente: Propia)

A continuación, se muestra el comparativo segun la tabla 6.12 con el cálculo de costos de materiales

para el acero. Los costos unitarios de los materiales incluyen mano de obra y se obtuvieron actualizados

de la revista Costos y Construcción. En la imagen 6.4 se observa los variaciones del los costos según

el gráfico de barras, para una mejor visión en la variacion de costos.

ACERO VERSION 2003 ZONA 3 VERSION 2016 ZONA 4 VERSION 2016 ZONA 3

Cantidad Costo U.

(S/.) Cantidad

Costo U. (S/.)

Cantidad Costo U.

(S/.)

Cimentación 20365 4.18 20365 4.18 20365 4.18 Columnas 12202 4.18 12202 4.18 12202 4.18 Placas 19293 4.18 16998 4.18 13269 4.18 Vigas 26756 4.18 25979 4.18 24580 4.18 Losas 26064 4.18 26064 4.18 26064 4.18

Total (S./) 437,562.40 424,721.44 403,286.40

Tabla 6.12. Resultados comparativos de los 3 casos en costo de acero (Fuente: Propia)

S/.0.00

S/.50,000.00

S/.100,000.00

S/.150,000.00

S/.200,000.00

S/.250,000.00

S/.300,000.00

S/.350,000.00

S/.400,000.00

S/.450,000.00

E.0302003

ZONA 3

E.0302016

ZONA 4

E.0302016

ZONA 3


Página 119

Figura 6.4. Costo Total del Acero de la Edificación para los 3 Casos (Fuente: Propia)

En ambas tablas 6.11 y 6.12 se desarrolla el costo total de cada materialque se tiene en cada partida de

la edificación para los 3 casos analizados. En ambos casos se puede observar que el caso de la norma

versión anterior implica mayores costos, seguido del caso con norma vigente en zonificación 4 y luego

del caso con norma vigente en zonificación 3.

Por último, en la tabla 6.13 se muestran los ratios de concreto y en la tabla 6.14 se muestran los ratios

de acero, para cada elemento por m2 techado.

Tabla 6.13. Ratio m3 de concreto por m2 de área techada por elemento (Fuente: Propia)

S/.0.00

S/.50,000.00

S/.100,000.00

S/.150,000.00

S/.200,000.00

S/.250,000.00

S/.300,000.00

S/.350,000.00

S/.400,000.00

S/.450,000.00

S/.500,000.00

E.030VERSION

2003 ZONA3

E.030VERSION

2016 ZONA4

E.030VERSION

2016 ZONA3


Página 120

Tabla 6.14. Ratio kg de acero por m2 de área techada por elemento (Fuente: Propia)

El único ratio que sufre variaciones importantes es el de las placas tanto para el caso del concreto como

el caso del acero. En el caso del acero sí existe una variación de menor magnitud en las vigas de la

edificación.


Página 121

7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

En este último capítulo se realizarán las conclusiones y recomendaciones de la investigación hecha en

esta presente tesis.

7.1 Conclusiones

1. La Norma de Diseño Sismorresistente E030 ha ido evolucionando con los años, recogiendo

experiencias pasadas de sismos en el Perú y en todo el mundo, manteniendo un equilibrio entre la

seguridad y la economía. Esta norma se encuentra en un estado de aprendizaje continuo.

2. La nueva versión de la norma E.030 (2016) ha introducido nuevos cambios respecto a la versión

anterior. Entre ellos uno de los más importantes es la introducción de una nueva zona sísmica. Se

ha incorporado una nueva zona sísmica 4 a lo largo de la costa del Perú. Una edificación que con

la versión de norma anterior se encuentra en la zona 3, correspondiente a un parámetro Z = 0.40,

podría estar en la zona 4 o en la zona 3 de la zonificación introducida en la nueva norma, obteniendo

valores del parámetro Z de 0.45 y 0.35 respectivamente.

El parámetro Z en la nueva versión de la norma representa la aceleración máxima del terreno en

suelo rígido con una probabilidad de 10% de ser excedida en 50 años mientras que con la versión

anterior representa la aceleración máxima del terreno con una probabilidad de 10% de ser excedida

en 50 años.

3. Otro de los cambios importantes introducidos por la versión vigente de la norma es la dependencia

de la zonificación sísmica para poder obtener el factor de suelo S. Con la versión anterior el

parámetro S dependía sólo del tipo de suelo mientras que ahora depende también de la zonificación

sísmica donde se ubicará la estructura. Esto se debe a que por más que se tenga el mismo perfil de

suelo, las aceleraciones recibidas, que a su vez dependen de la zonificación, se va a comportar de

manera distinta por los daños producidos en el mismo perfil durante el sismo. Por ejemplo, para el

caso en cuestión específico, un suelo blando de perfil S3 en la costa va a recibir una gran

aceleración que va a dañar el perfil impidiendo que acelere mucho.

Los valores que establece la versión vigente de la norma para el parámetro S no se pueden comparar

directamente con el parámetro S de la versión anterior, puesto que ambos valores corresponden a


Página 122

conceptos distintos. En la versión vigente este valor indica cómo varía la aceleración del perfil de

suelo respecto al suelo rígido en función de una aceleración probable, mientras que en la versión

anterior se tiene una coeficiente por perfil de suelo independiente de la aceleración recibida.

4. La edificación base analizada tiene 7 pisos destinados a viviendas con un área techada de 3160m2

y una altura de piso a piso de 3m construido sobre un suelo de perfil S3 (suelo blando). Se trata de

una edificación de concreto armado cuya rigidez lateral está proporcionada principalmente por las

placas de concreto armado alineadas en las dos direcciones principales.

5. Se realizaron variaciones a esta edificación base para cada uno de los tres casos, manteniendo una

holgura sísmica (derivas similares), obteniéndose así tres edificaciones distintas. Para la variación

de la edificación analizada en el caso de la Versión anterior de la norma así como para las

variaciones analizadas en los casos de versión Vigente de la norma en Zona 4 y Zona 3 se

obtuvieron periodos de vibración del orden de 0.53s en la dirección X-X y de 0.43s en la dirección

Y-Y. En los tres casos los periodos obtenidos en ambas direcciones se encuentran dentro de la

plataforma del especto.

6. Para edificios de estas características la Versión anterior de la norma E030 es más demandante en

cuanto a fuerzas sísmicas a lo largo de todo el espectro. Esto se debe principalmente al parámetro

correspondiente al factor de suelo S que con la Versión anterior de la norma tenía un valor de 1.4

mientras que con la Norma Vigente se tienen valores de S de 1.1 y 1.2 para la Zona 4 y Zona 3

respectivamente. Este parámetro S, tanto en la norma vigente como en la Versión anterior de la

norma, corresponde al mismo Factor de Amplificación del Suelo, sin embargo, como se ha

mencionado en una de las conclusiones anteriores, en la Versión anterior de la norma este sólo

dependía del perfil de suelo y con la norma vigente depende del perfil de suelo y de la zonificación

sísmica donde se encuentra ubicada la edificación.

7. En la zona de plataforma del espectro se tiene que la aceleración espectral con la Versión anterior

de la norma es de 2.23, mientras que con la Norma Vigente en Zona 4 y Zona 3 se tiene 2.02 y 1.72

respectivamente. Estos valores representan el 88% y 75% del valor con la Versión anterior de la

norma y se verá reflejado en desplazamientos y fuerzas de sismo en elementos a lo largo de toda

la investigación. Este mismo porcentaje se verá reflejado en resultados globales de las

edificaciones, tal como la fuerza cortante en la base, pero al haberse modificado las secciones de

las placas en los casos analizados, las fuerzas a las que está sometida cada elemento ni los

desplazamientos se verán afectados exactamente en este mismo porcentaje.


Página 123

8. Para que los tres casos analizados tengan la misma holgura sísmica (derivas similares) se tuvo que

modificar las dimensiones de los elementos principales resistentes a fuerzas horizontales. Teniendo

una arquitectura que impedía alargar las placas se optó por modificar el espesor para obtener

derivas similares en los 3 casos.

9. Para obtener derivas similares para los tres casos analizados se proyectaron las siguientes

dimensiones de placas :

Dirección X-X

Versión Anterior Norma 4 Placas 2.50m de largo y 50cm de espesor

Version Vigente Norma Zona 4 4 Placas 2.50m de largo y 30cm de espesor


Dirección Y-Y

Versión Anterior Norma 2 Placas 7.95m de largo y 30cm de espesor

2 Placas 3.75m de largo y 30cm de espesor





10. Se obtuvo una fuerza cortante en la base de 555Ton para el caso de Versión Anterior de la Norma,

468Ton para el caso de Norma Vigente en Zona 4 y 384Ton para el caso de Norma Vigente en

Zona 3.

11. Se diseñaron estructuralmente los elementos de las edificaciones para cada caso de acuerdo a la

Norma E060 de concreto armado vigente, la norma E030 de diseño sismorresistente

correspondiente a cada caso y la norma E020 de cargas vigente. Los únicos elementos que sufrieron

una variación de caso a caso fueron principalmente las placas y algunas vigas que tomaban

esfuerzos sísmicos altos. En base a estos diseños se realizó un metrado de concreto y acero de las

edificaciones.

12. Se requiere de 1117m3 de concreto para el caso de Versión Anterior de la Norma, 1050m3 para el

caso de Norma Vigente en Zona 4 y 1005m3 para el caso de Norma Vigente en Zona 3. Esta


Página 124

diferencia se debe a la diferencia de concreto requerido para construir las placas. Esta diferencia

implica S/.35,000 menos para el caso de Norma Vigente en Zona 4 respecto al caso de Versión

Anterior de la Norma y de S/.60,000 para el caso de Norma Vigente en Zona 3 respecto al caso de

Versión Anterior de la Norma.

13. Se requiere de 105,000kg de acero para el caso de Versión Anterior de la Norma, 101,500kg de

acero para el caso de Norma Vigente en Zona 4 y 96,500kg de acero para el caso de Norma Vigente

en Zona 3. Esta diferencia se debe principalmente a la diferencia de acero requerido en las placas.

Esta diferencia implica S/.13,000 menos para el caso de Norma Vigente en Zona 4 respecto al caso

de Versión Anterior de la Norma y de S/.34,000 para el caso de Norma Vigente en Zona 3 respecto

al caso de Versión Anterior de la Norma.

14. Se obtuvieron ratio de m3 de concreto / m2 techado de 0.353 para el caso de Versión Anterior de

la Norma, 0.332 para el caso de Norma Vigente en Zona 4 y de 0.318 para el caso de Norma

Vigente en Zona 3.

15. Se obtuvieron ratios de kg de acero / m2 techado de 33.13 para el caso de Versión Anterior de la

Norma, 32.15 para el caso de Norma Vigente en Zona 4 y de 30.53 para el caso de Norma Vigente

en Zona 3.

7.2 Recomendaciones

Con la Versión 2016 de la norma E.030 se puede ajustar el diseño para edificaciones de

características, ubicación y condiciones de suelo similares a las del caso analizado. Este ajuste en

el diseño refleja directamente un ahorro en materiales de construcción que a su vez implica un

ahorro en costos de construcción.

Se recomienda realizar este ajuste en los elementos que proporcionan rigidez lateral a la

edificación, que para este caso son las placas de concreto armado. Estas pueden variar en longitud,

si la arquitectura lo permite, en espesor y en cantidad de acero colocado en el elemento.


Página 125

BIBLIOGRAFÍA

BLANCO BLASCO, Antonio (2007) Estructuración y diseño de edificaciones de concreto armado.

Lima : Capítulo de Ingeniería Civil.

BLANCO BLASCO, Antonio Conferencia de Evolución de las normas sísmicas

CORDOVA ROJAS, Carlos, Seminario de promoción de la normatividad para el diseño y construcción

de edificaciones seguras

MUÑOZ, Alejandro (2006) Fuerzas de diseño y control de desplazamientos en la norma peruana de

diseño sismorresistente. (Consulta : 21 de octubre de 2014)

(http://www.prismaing.com/download/fuy_den030.pdf)

EL PERUANO. Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento (2016) Norma Técnica Peruana

E030 Diseño sismorresistente.

PIQUE DEL POZO, Javier (2012) Antecedentes de las normas sismorresistente en el Perú

REGLAMENTO NACIONAL DE EDIFICACIONES (2010). Norma Técnica Peruana Vigente E 020

Cargas


Sismo Resistente


Concreto Armado

SAN BARTOLOMÉ RAMOS, Ángel (1999) Análisis de Edificios, Segunda Edición,

Sociedad mexicana de ingeniería sísmica A.C. Sismos (consulta: 10 de mayo de

2014).(http://www.smis.org.mx/htm/sm5.htm)

Universidad de la Coruña. Investigación (consulta: 22 de abril de

2014)(http://www.udc.es/dep/dtcon/estructuras/ETSAC/Investigacion/Terremotos/QUE_ES.htm)

Revista Costos y Construcción, arquitectura e ingeniería (2015), pp. 314-315 En revista

http://www.smis.org.mx/htm/sm5.htm

http://www.udc.es/dep/dtcon/estructuras/ETSAC/Investigacion/Terremotos/QUE_ES.htm


Página 126

Lista de Variables y Símbolos

C Factor de amplificación de la aceleración estructural respecto de la aceleración del suelo

CM Carga muerta permanente de una edificación

CV Carga viva de una edificación

e Excentricidad

Mn Resistencia nominal a momentos flectores

Mu Momento flector último

Pn Resistencia nominal a carga axial a una excentricidad dada

Pu Carga axial última

R Coeficiente de reducción de las fuerzas sísmicas

S Factor de amplificación del suelo

Sa Espectro de pseudoaceleraciones

T Período fundamental de la estructura

TL Período que define el inicio de la zona del factor C con desplazamiento constante

TP Periodo que define la plataforma del factor C

U Factor de uso o importancia

V Fuerza cortante en la base de la estructura

Vc Resistencia nominal al corte proporcionada por el concreto

Vn Resistencia nominal al corte

Vs Resistencia nominal al corte proporcionada por el acero

Vu Fuerza cortante última

Z Factor de zona

ϕ Factor de reducción de resistencias

σadm Esfuerzo admisible del terreno

σsol Esfuerzo solicitado al terreno por la cimentación


Página 127

ANEXO A: METRADO DE CARGAS MUERTAS Y VIVAS DE

LA EDIFICACIÓN


Página 128

COLUMNAS 20.93 Ton 20.93 Ton

PLACAS 63.72 Ton 63.72 Ton

VIGAS 69.92 Ton 69.92 Ton

LOSAS MACIZAS 27.69 Ton 27.69 Ton

LOSAS ALIGERADAS 158.69 Ton 158.69 Ton

PISO TERMINADO 45.60 Ton 45.60 Ton

TABIQUERIA 45.60 Ton 0.00 Ton

S/C 91.20 Ton 45.60 Ton

ELEMENTOCVCM

PISO 1-6 PISO 7

CM CV

Piso 1-6 Peso Und Piso 7 Peso Und

100%CM 432.2 Ton 100%CM 386.6 Ton

25%CV 22.8 Ton 25%CV 11.4 Ton

Psismo 455.0 Ton Psismo 398.0 Ton

COLUMNAS 146.54 Ton

PLACAS 446.04 Ton

VIGAS 489.46 Ton

LOSAS MACIZAS 193.85 Ton

LOSAS ALIGERADAS 1110.81 Ton

PISO TERMINADO 319.20 Ton

TABIQUERIA 273.60 Ton

S/C 592.80 Ton

TOTAL 2979 Ton 593 Ton

ELEMENTOTIPO DE CARGA

CM CV

COLUMNAS

Tipo a (m) b (m) h (m) n P (Ton)

P1 0.25 0.90 3 4 6.48

P2 0.7 0.30 3 2 3.024

P3 0.75 0.40 3 2 4.32

P4 0.25 1.20 3 1 2.16

P5 0.25 1.65 3 1 2.97

P6 0.25 0.55 3 2 1.98

TOTAL 20.93


Página 129

PLACAS

Tipo b (m) l (m) h (m) n P (Ton)

Placa 1 0.3 2.5 3 4 21.6

Placa 2 0.25 3.75 3 2 13.5

Placa 3 0.25 7.95 3 2 28.62

TOTAL 63.72

VIGAS

b (m) h (m) l (m) P (Ton)

Eje 7a 0.25 0.65 3.15 1.23

Eje 7a-6 0.15 0.65 3.15 0.74

Eje 6 0.15 0.65 10.35 2.42

Eje 6 0.15 0.65 10.35 2.42

V1 Tramo1 0.40 0.25 6.50 1.56

V1 Tramo2 0.90 0.25 3.61 1.95

V1 Tramo1 0.40 0.25 6.50 1.56

V1 Tramo2 0.90 0.25 3.61 1.95

Eje 5b 0.25 0.65 3.15 1.23

Eje 5a 0.15 0.65 3.15 0.74

5b-5a 0.15 0.65 1.00 0.23

V2 0.60 0.25 9.03 3.25

V2 0.60 0.25 9.03 3.25

V3 0.40 0.65 18.65 11.64

V4 0.40 0.65 22.75 14.20

Eje A 0.25 0.65 3.45 1.35

V6 0.25 0.65 7.70 3.00

V6 0.25 0.65 7.70 3.00

Eje D 0.25 0.65 1.80 0.70

Eje E 0.15 0.65 1.80 0.42

Eje F 0.15 0.65 1.80 0.42

Eje G 0.25 0.65 1.80 0.70

V5 0.50 0.30 8.10 2.92

V5 0.50 0.30 8.10 2.92

Eje J 0.25 0.65 3.00 1.17

V7 0.25 0.65 6.05 2.36

V7 0.25 0.65 6.05 2.36

Eje A Vol 0.25 0.30 0.70 0.13

Eje J Vol 0.25 0.30 0.70 0.13

TOTAL 69.92


Página 130

LOSAS MACIZAS

Ubicación a (m) b (m) h (m) P (Ton)

E-F,6-7a 3.15 4.15 0.20 6.27

E-F,5b-6 3.15 2.05 0.20 3.10

A-C,3-4 2.13 1.00 0.25 1.28

A-C,3-4 4.37 1.80 0.25 4.72

C-D,3-4 1.83 1.80 0.25 1.98

E-F,3-4 2.20 1.80 0.25 2.38

H-J,3-4 2.13 1.00 0.25 1.28

H-J,3-4 4.37 1.80 0.25 4.72

G-H,3-4 1.83 1.80 0.25 1.98

TOTAL 27.69

LOSAS ALIGERADAS

Ubicación a (m) b (m) h (m) P (Ton)

A-C,5b-6 6.495 2.05 0.25 5.99

A-C,4-5a 6.495 3.75 0.25 10.96

H-J,5b-6 6.495 2.05 0.25 5.99

H-J,4-5a 6.495 3.75 0.25 10.96

C-E,5b-6 3.605 1.55 0.25 2.51

F-H,5b-6 3.605 1.55 0.25 2.51

B-H,4-5a 10.86 4.05 0.25 19.79

A-C',2-3 7.60 7.40 0.30 29.24

A-C',1-2 7.60 0.70 0.30 2.77

H'-J,2-3 7.60 7.40 0.30 29.24

H'-J,1-2 7.40 0.70 0.30 2.69

C-H',2-3 8.55 7.40 0.30 32.90

C-H',1-2 8.55 0.70 0.30 3.11

TOTAL 158.69


Página 131

ANEXO B: PLANODE ENCOFRADO TÍPICO


Página 132

ANEXO C: PLANOS DE PLACAS


Página 133

ANEXO D: PLANO DE COLUMNAS


Página 134

ANEXO E: REACCIONES EN LA BASE


Página 135

ANEXO F: PLATEA DE CIMENTACIÓN


Página 136

ANEXO G: METRADO DE CARGAS DE VIGAS


Página 137

METRADO DE CARGAS DE VIGAS

Elemento Dimension Cantidad Peso/m (Ton)

Peso Propio .50x.70 1.00 0.84

aligerado e=.30 3.85 2.00

losa maciza e=.20 0.90 0.52

tabique e=.25 1.00 1.13

CV S/C 200kg/m2 5.50 1.10

CM 4.50 Ton

CV 1.10 Ton

Elemento Dimension Cantidad Peso/m (Ton)

Peso Propio .35x.70 1.00 0.59

aligerado e=.30 4.70 2.44

tabique e=.25 1.00 1.13

CV S/C 200kg/m2 5.00 1.00

CM 4.17 Ton

CV 1.00 Ton

VIGA V-1 (.35x.70)

VIGA V-1 (.50x.70) EJE 3

CM

VIGA V-1 (.50x.70)

VIGA V-1 (.35x.70) EJE 2

CM


Página 138

ANEXO H: PLANO DE VIGAS


Página 139

ANEXO I: TABLA DE CÁLCULOS DE MATERIALES PARA

CONCRETO Y ACERO


Página 140

NORMA ANTERIOR


01.01 CIMENTACION


01.02 VIGAS


01.03 PLACAS


01.04 PLACA X-X


01.05 PLACA Y-Y


01.06 LOSA DE TECHO


01.08 COLUMNAS




NORMA ACTUAL ZONA Z4


01.01 CIMENTACION


01.02 VIGAS


01.03 PLACAS


01.04 PLACA X-X


01.05 PLACA Y-Y


01.06 LOSA DE TECHO


01.08 COLUMNAS





Página 141

NORMA ACTUAL ZONA Z3


01.01 CIMENTACION


01.02 VIGAS


01.03 PLACAS


01.04 PLACA X-X


01.05 PLACA Y-Y


01.06 LOSA DE TECHO


01.08 COLUMNAS





Página 142

PROYECTO : : EDIFICIO CLEMENTI. E. : SISTEMA

UBICACIÓN : : DEPENDE DE LOS CASOS FECHA JUNIO - 2016

PROYECTISTA :

METRADO

CODIGO DESCRIPCIÓN UND. CANT. LARGO ANCHO ALTURA SUB TOTAL TOTAL

01.05.06 Placas

01.05.06.01 PLACAS x-x, CONCRETO f'c=210 Kg/cm2 m3

NORMA ANTERIOR

m3 4 2.50 0.50 21.00 105.00

PROYECTO DE NORMA ZONA Z4

m3 4 2.50 0.30 21.00 63.00

PROYECTO DE NORMA ZONA 3

m3 4 2.50 0.20 21.00 42.00

210.00

01.05.06.02 PLACAS y-y, CONCRETO f'c=210 Kg/cm2

NORMA ANTERIOR

m3 2 7.95 0.30 21.00 100.17


m3 2 7.95 0.25 21.00 83.48


m3 2 7.95 0.20 21.00 66.78

250.43

01.05.06.03 PLACAS y-y, CONCRETO f'c=210 Kg/cm2

NORMA ANTERIOR

m3 2 3.75 0.30 21.00 47.25


m3 2 3.75 0.25 21.00 39.38


m3 2 3.75 0.20 21.00 31.50

118.13

578.55

105.00

147.42

63.00

122.85

42.00

98.28

TOTAL CONCRETO EN Placas

TOTAL PLACAS x-x, CONCRETO f'c=210 Kg/cm2 EN Placas

TOTAL PLACAS y-y, CONCRETO f'c=210 Kg/cm2 EN Placas

SUSTENTO DE METRADOS

:

TOTAL PLACAS y-y, CONCRETO f'c=210 Kg/cm2 EN TOTAL PLACAS x-x, CONCRETO f'c=210 Kg/cm2 EN Placas

TOTAL CONCRETO Y-Y NORMA EN ZONA Z3

TOTAL CONCRETO X-X NORMA ANTERIOR

TOTAL CONCRETO X-X NORMA EN ZONA Z4

TOTAL CONCRETO X-X NORMA EN ZONA Z3

TOTAL CONCRETO Y-Y NORMA ANTERIOR

TOTAL CONCRETO Y-Y NORMA EN ZONA Z4


Página 143

Longitud (m) Ancho (m) Peralte (m)Volúmen (m3)Vol Sob (m3)

2.90 0.30 1.20 1.04 0.61

6.05 0.30 1.20 2.18 1.27

6.05 0.30 1.20 2.18 1.27

6.70 0.50 1.20 4.02 2.35

6.70 0.50 1.20 4.02 2.35

3.75 0.50 1.20 2.25 1.31

3.75 0.50 1.20 2.25 1.31

2.90 0.30 1.20 1.04 0.61

6.15 0.50 1.20 3.69 2.15

6.15 0.50 1.20 3.69 2.15

4.65 0.30 1.20 1.67 0.98

4.95 0.30 1.20 1.78 1.04

8.55 0.50 1.20 5.13 2.99

8.55 0.50 1.20 5.13 2.99

2.20 0.50 1.20 1.32 0.77

6.05 0.30 1.20 2.18 1.27

6.05 0.30 1.20 2.18 1.27

1.85 0.30 1.20 0.67 0.39

1.85 0.30 1.20 0.67 0.39

2.20 0.30 1.20 0.79 0.46

7.75 0.50 1.20 4.65 2.71

7.75 0.50 1.20 4.65 2.71

7.60 0.50 1.20 4.56 2.66

7.60 0.50 1.20 4.56 2.66

22.35 0.50 1.20 13.41 7.82

7.30 0.50 1.20 4.38 2.56

7.30 0.50 1.20 4.38 2.56

8.30 0.50 1.20 4.98 2.91

54.51

CONCRETO Y ACERO EN VIGAS DE PLATEA

Área e=.50 443 m2

Espesor 0.5 m

Área sob vig 54.51 m3

Volúmen 276.01 m3

CONCRETO DE PLATEA


Página 144

b (m) h (m) l (m) V (m3)

Eje 7a 0.25 0.65 3.15 0.51

Eje 7a-6 0.15 0.65 3.15 0.31

Eje 6 0.15 0.65 10.35 1.01

Eje 6 0.15 0.65 10.35 1.01

V1 Tramo1 0.40 0.25 6.50 0.65

V1 Tramo2 0.90 0.25 3.61 0.81

V1 Tramo1 0.40 0.25 6.50 0.65

V1 Tramo2 0.90 0.25 3.61 0.81

Eje 5b 0.25 0.65 3.15 0.51

Eje 5a 0.15 0.65 3.15 0.31

5b-5a 0.15 0.65 1.00 0.10

V2 0.60 0.25 9.03 1.35

V2 0.60 0.25 9.03 1.35

V3 0.40 0.65 18.65 4.85

V4 0.40 0.65 22.75 5.92

Eje A 0.25 0.65 3.45 0.56

V6 0.25 0.65 7.70 1.25

V6 0.25 0.65 7.70 1.25

Eje D 0.25 0.65 1.80 0.29

Eje E 0.15 0.65 1.80 0.18

Eje F 0.15 0.65 1.80 0.18

Eje G 0.25 0.65 1.80 0.29

V5 0.50 0.30 8.10 1.22

V5 0.50 0.30 8.10 1.22

Eje J 0.25 0.65 3.00 0.49

V7 0.25 0.65 6.05 0.98

V7 0.25 0.65 6.05 0.98

Eje A Vol 0.25 0.30 0.70 0.05

Eje J Vol 0.25 0.30 0.70 0.05

TOTAL 29.13

COLUMNAS

Tipo a (m) b (m) h (m) n V (m3)

P1 0.25 0.90 3 4 2.70

P2 0.7 0.30 3 2 1.26

P3 0.75 0.40 3 2 1.80

P4 0.25 1.20 3 1 0.90

P5 0.25 1.65 3 1 1.24

P6 0.25 0.55 3 2 0.83

TOTAL 8.72


Página 145

LOSAS MACIZAS

Ubicación a (m) b (m) h (m) V (m3)

E-F,6-7a 3.15 4.15 0.20 2.61

E-F,5b-6 3.15 2.05 0.20 1.29

A-C,3-4 2.13 1.00 0.25 0.53

A-C,3-4 4.37 1.80 0.25 1.97

C-D,3-4 1.83 1.80 0.25 0.82

E-F,3-4 2.20 1.80 0.25 0.99

H-J,3-4 2.13 1.00 0.25 0.53

H-J,3-4 4.37 1.80 0.25 1.97

G-H,3-4 1.83 1.80 0.25 0.82

TOTAL 11.54

LOSAS ALIGERADAS

Ubicación a (m) b (m) h (m) V (m3)

A-C,5b-6 6.495 2.05 0.25 1.33

A-C,4-5a 6.495 3.75 0.25 2.44

H-J,5b-6 6.495 2.05 0.25 1.33

H-J,4-5a 6.495 3.75 0.25 2.44

C-E,5b-6 3.605 1.55 0.25 0.56

F-H,5b-6 3.605 1.55 0.25 0.56

B-H,4-5a 10.86 4.05 0.25 4.40

A-C',2-3 7.60 7.40 0.30 6.33

A-C',1-2 7.60 0.70 0.30 0.60

H'-J,2-3 7.60 7.40 0.30 6.33

H'-J,1-2 7.40 0.70 0.30 0.58

C-H',2-3 8.55 7.40 0.30 7.12

C-H',1-2 8.55 0.70 0.30 0.67

TOTAL 34.68


Página 146

NORMA ANTERIOR


01.01 CIMENTACION

TOTAL ACERO 20365

01.02 VIGAS

TOTAL ACERO 26756

1.03 PLACAS

TOTAL ACERO 19293

01.03.01 PLACA X-X

TOTAL ACERO 10366

01.03.02 PLACA Y-Y

TOTAL ACERO 8927

1.04 LOSA DE TECHO


1.05 COLUMNAS

TOTAL ACERO 12202


DESCRIPCIÓNITEM TOTAL

NORMA VIGENTE Z4


01.01 CIMENTACION

TOTAL ACERO 20365

01.02 VIGAS

TOTAL ACERO 25979

1.03 PLACAS

TOTAL ACERO 16998

01.03.01 PLACA X-X

TOTAL ACERO 10438

01.03.02 PLACA Y-Y

TOTAL ACERO 6560

1.04 LOSA DE TECHO


1.05 COLUMNAS

TOTAL ACERO 12202




Página 147

NORMA VIGENTE Z3


01.01 CIMENTACION

TOTAL ACERO 20365

01.02 VIGAS

TOTAL ACERO 24580

1.03 PLACAS

TOTAL ACERO 13269

01.03.01 PLACA X-X

TOTAL ACERO 7117

01.03.02 PLACA Y-Y

TOTAL ACERO 6153

1.04 LOSA DE TECHO


1.05 COLUMNAS

TOTAL ACERO 12202




Página 148

PROYECTO : : EDIFICIO CLEMENTI. E. : SISTEMA

UBICACIÓN : FECHA Junio - 2016

PROYECTISTA

METRADO

1/4" 3/8" 1/2" 5/8" 3/4" 1"

0.25 0.56 0.99 1.55 2.24 3.97

01.05.05 Columnas C1

01.05.05.03 ACERO DE REFUERZO Fy=4200 kg/cm2

PISO 1-7 Acero longitudinal 4 5/8" 12 48 24.10 1156.8 - - - 1793 - -

Estribos 1-7 4 3/8" 147 588 4.30 2528.4 - 1415.9 - - - -

Estribos 1-S 4 3/8" 5 20 4.30 86 - 48.16 - - - -

0 1464.1 0 1793 0 0



PISO 1-7 Acero longitudinal 2 1" 10 20 24.10 482 - - - - - 1914

Estribos 1-7 2 3/8" 147 294 3.80 1117.2 - 625.63 - - - -

Estribos 1-S 2 3/8" 5 10 3.80 38 - 21.28 - - - -

0 646.91 0 0 0 1914



PISO 1-3 Acero longitudinal 2 1" 14 28 10.50 294 - - - - - 1167

PISO 4-5 Acero longitudinal 2 1" 4 8 6.00 48 - - - - - 190.6

PISO 4-5 Acero longitudinal 2 3/4" 10 20 6.00 120 - - - - 268.8 -

PISO 6-7 Acero longitudinal 2 3/4" 14 28 6.50 182 - - - - 407.68 -

Estribos 1-7 2 3/8" 147 294 4.30 1264.2 - 707.95 - - - -

Estribos 1-S 2 3/8" 5 10 4.30 43 - 24.08 - - - -

0 732.03 0 0 676.48 1358



PISO 1-7 Acero longitudinal 1 5/8" 16 16 24.10 385.6 - - - 597.68 - -

Estribos 1-7 1 3/8" 147 147 5.90 867.3 - 485.69 - - - -

Estribos 1-S 1 3/8" 5 5 5.90 29.5 - 16.52 - - - -

0 502.21 0 597.68 0 0



PISO 1-7 Acero longitudinal 1 3/4" 4 4 24.10 96.4 - - - - 215.936 -

Acero longitudinal 1 5/8" 16 16 24.10 385.6 - - - 597.68 - -

Estribos 1-7 1 3/8" 147 147 7.80 1146.6 - 642.1 - - - -

Estribos 1-S 1 3/8" 5 5 7.80 39 - 21.84 - - - -

0 663.94 0 597.68 215.936 0



PISO 1-7 Acero longitudinal 2 5/8" 8 16 24.10 385.6 - - - 597.68 - -

Estribos 1-7 2 3/8" 147 294 2.60 764.4 - 428.06 - - - -

Estribos 1-S 2 3/8" 5 10 2.60 26 - 14.56 - - - -

0 442.62 0 597.68 0 0

0 4451.8 0 3586.1 892.416 3271

12202

TOTAL ACERO

TOTAL ACERO

TOTAL ACERO

TOTAL DE KG DE ACERO EN COLUMNAS

TOTAL ACERO

TOTAL ACERO

TOTAL ACERO


TOTAL ACERO

kg/ml

Φ Elemento Total Diseño Total

Longitud (m-l)

Ubicación Descripción Cantidad

Cantidad


Página 149

PROYECTO : : EDIFICIO CLEMENTI. E. :


PROYECTISTA

METRADO

1/4" 3/8" 1/2" 5/8" 3/4" 1"

0.25 0.56 0.99 1.55 2.24 3.97

01.05.06.03 PLACAS, ACERO Fy=4200 kg/cm2

EJE X PLACA DE NORMA VIGENTE

P1-P3 Nucleo 2 1" 4 8 11.00 88 - - - - - 349.4

2 3/4" 4 8 11.00 88 - - - - 197.12 -

P4-P5 Nucleo 2 3/4" 8 16 6.00 96 - - - - 215.04 -

P6-P7 Nucleo 2 3/4" 4 8 6.00 48 - - - - 107.52 -

2 5/8" 4 8 6.00 48 - - - 74.4 - -

Estribos nucleo 1-7 2 3/8" 147 294 2.54 746.76 - 418.19 - - - -

Estribos nucleo s 2 3/8" 5 10 2.54 25.4 - 14.224 - - - -

Longuitudinal 1 1/2" 20 20 23.00 460 - - 455.4 - - -

Trasnversal 1 1/2" 116 116 6.62 767.92 - - 760.2 - - -

0 432.41 1216 74.4 519.68 349.4

EJE X PLACA PROYECTO ZONA Z4

P1-P3 Transversal 1 1/2" 61 61 5.80 353.8 - - 350.3 - - -

P4-P7 Transversales 1 1/2" 65 65 5.80 377 - - 373.2 - - -

Longitudinal 2 1/2" 16 32 23.00 736 - - 728.6 - - -

P1-P3 Nucleo 2 3/4" 8 16 11.00 176 - - - - 394.24 -

P4-P5 Nucleo 2 3/4" 4 8 6.00 48 - - - - 107.52 -

2 5/8" 4 8 6.00 48 - - - 74.4 - -

P6-P7 Nucleo 2 5/8" 8 16 6.00 96 - - - 148.8 - -

Estribos nucleo 1-7 2 3/8" 147 294 2.54 746.76 - 418.19 - - - -


0 432.41 1452 223.2 501.76 0

EJE X PLACA PROYECTO ZONA Z3

P1-P3 Transversales 1 1/2" 61 61 5.40 329.4 - - 326.1 - - -

P4-P5 Transversales 1 1/2" 25 25 5.40 135 - - 133.7 - - -

P6-P7 Transversales 1 3/8" 25 25 5.40 135 - 75.6 - - - -

Longitudinal 1 3/8" 12 12 23.00 276 - 154.56 - - - -

P1-P3 Nucleo 2 3/4" 8 16 11.00 176 - - - - 394.24 -

P4-P5 Nucleo 2 3/4" 4 8 6.00 48 - - - - 107.52 -

2 5/8" 4 8 6.00 48 - - - 74.4 - -

P6-P7 Nucleo 2 5/8" 8 16 6.00 96 - - - 148.8 - -

Estribos nucleo 1-7 2 3/8" 147 294 2.14 629.16 - 352.33 - - - -


0 594.47 459.8 223.2 501.76 0

10366

10438

7117



Cantidad

Φ Elemento

Longitud (m-l)

TOTAL ACERO EN PLACA X-X CON NORMA VIGENTE ZONA Z3

TOTAL ACERO EN PLACA X-X CON NORMA ANTERIOR

TOTAL ACERO EN PLACA X-X CON NORMA VIGENTE ZONA Z4

kg/ml

Total Diseño Total

TOTAL ACERO EN PLACA X-X CON NORMA ANTERIOR 2591.4904

TOTAL ACERO EN PLACA X-X CON NORMA VIGENTE ZONA Z4 2609.5016

TOTAL ACERO EN PLACA X-X CON NORMA VIGENTE ZONA Z3 1779.1896


Página 150



PROYECTISTA

METRADO

1/4" 3/8" 1/2" 5/8" 3/4" 1"

0.25 0.56 0.99 1.55 2.24 3.97


EJE Y PLACA DE NORMA VIGENTE

Transversal 1 1/2" 119 119 16.74 1992.06 - - 1972 - - -

Longitudinal 1 1/2" 62 62 23.00 1426 - - 1412 - - -

P1-P3 Nucleo 2 1" 14 28 11.00 308 - - - - - 1222.76

P4-P5 Nucleo 2 1" 6 12 6.00 72 - - - - - 285.84

2 3/4" 8 16 6.00 96 - - - - 215.04 -

P6-P7 Nucleo 2 3/4" 14 28 6.00 168 - - - - 376.32 -

Estribos nucleo 1-7 2 3/8" 147 294 4.46 1311.24 - 734.29 - - - -


0 759.27 3384 0 591.36 1508.6

EJE Y PLACA PROYECTO ZONA Z4

P1-P3 Transversal 1 3/8" 61 61 16.54 1008.94 - 565.01 - - - -

P4-P7 Transversal 1 3/8" 65 65 16.54 1075.1 - 602.06 - - - -

P1-P3 Longitudinal 1 1/2" 62 62 11.00 682 - - 675.2 - - -

P4-P7 Longitudinal 1 3/8" 62 62 12.00 744 - 416.64 - - - -

P1-P3 Nucleo 2 1" 12 24 11.00 264 - - - - - 1048.08

P4-P5 Nucleo 2 1" 4 8 6.00 48 - - - - - 190.56

2 3/4" 8 16 6.00 96 - - - - 215.04 -

P6-P7 Nucleo 2 3/4" 12 24 6.00 144 - - - - 322.56 -

Estribos nucleo 1-7 2 3/8" 147 294 3.92 1152.48 - 645.39 - - - -


0 2251 675.2 0 537.6 1238.64

EJE Y PLACA PROYECTO ZONA Z3

P1-P3 Transversal 1 3/8" 54 54 16.34 882.36 - 494.12 - - - -

P4-P7 Transversal 1 3/8" 52 52 16.34 849.68 - 475.82 - - - -

Longitudinal 1 1/2" 50 50 23.00 1150 - - 1139 - - -

P1-P3 Nucleo 2 1" 12 24 11.00 264 - - - - - 1048.08

P4-P5 Nucleo 2 1" 4 8 6.00 48 - - - - - 190.56

2 3/4" 8 16 6.00 96 - - - - 215.04 -

P6-P7 Nucleo 2 3/4" 12 24 6.00 144 - - - - 322.56 -

Estribos nucleo 1-7 2 3/8" 147 294 3.62 1064.28 - 596 - - - -


0 1586.2 1139 0 537.6 1238.64

TOTAL ACERO EN PLACA Y-Y CON NORMA ACTUAL ZONA Z4 4702.4632

Elemento Total Diseño Total

TOTAL ACERO EN PLACA Y-Y CON NORMA ANTERIOR 6243.1098



Cantidad Longitud (m-l) kg/ml

Φ



Página 151


EJE Y-2 PLACA DE NORMA VIGENTE

Transversal 1 1/2" 120 120 8.34 1000.8 - - 990.8 - - -

Longitudinal 1 1/2" 30 30 23.00 690 - - 683.1 - - -

Nucleo 2 5/8" 8 16 23.00 368 - - - 570.4 - -

Estribos nucleo 1-7 2 3/8" 147 294 2.58 758.52 - 424.77 - - - -


0 439.22 1674 570.4 0 0

EJE Y-2 PLACA PROYECTO ZONA Z4

Transversal 1 3/8" 120 120 8.14 976.8 - 547.01 - - - -

Longitudinal 1 3/8" 26 26 23.00 598 - 334.88 - - - -

Nucleo 2 5/8" 8 16 23.00 368 - - - 570.4 - -

Estribos nucleo 1-7 2 3/8" 147 294 2.38 699.72 - 391.84 - - - -


0 1287.1 0 570.4 0 0

EJE Y-2 PLACA PROYECTO ZONA Z3

Transversal 1 3/8" 96 96 7.94 762.24 - 426.85 - - - -

Longitudinal 1 3/8" 22 22 23.00 506 - 283.36 - - - -

Nucleo 2 5/8" 8 16 23.00 368 - - - 570.4 - -

Estribos nucleo 1-7 2 3/8" 147 294 2.18 640.92 - 358.92 - - - -


0 1081.3 0 570.4 0 0

8927

6560

6153

TOTAL ACERO EN PLACA Y-Y CON NORMA ANTERIOR 2683.5112


TOTAL ACERO EN PLACA Y-Y CON NORMA ANTERIOR

TOTAL ACERO EN PLACA Y-Y CON NORMA ACTUAL ZONA Z4

TOTAL ACERO EN PLACA Y-Y CON NORMA ACTUAL ZONA Z3



Página 152



PROYECTISTA

METRADO

1/4" 3/8" 1/2" 5/8" 3/4" 1"

0.25 0.56 0.99 1.55 2.24 3.97

01.05.07.03 VIGAS.- ACERO Fy=4200 kg/cm2

PARA LOS 3 CASOS VIGA V1

Acero izquiera 2 1/2" 3 6 7.05 42.27 - - 41.85 - - -

1 1/2" 1 1 3.65 3.65 - - 3.614 - - -

2 1/2" 2 4 4.60 18.38 - - 18.2 - - -

2 1/2" 3 6 7.05 42.27 - - 41.85 - - -

Acero derecha 1 1" 6 6 4.48 26.886 - - - - - 106.7

1 1" 6 6 4.39 26.322 - - - - - 104.5

Estribos izquierda 2 3/8" 38 76 1.40 106.4 - 59.584 - - - -

Estribos derecha 1 3/8" 25 25 2.40 60 - 33.6 - - - -

93.184 105.5 0 0 211.2


Acero Superior 1 5/8" 4 4 9.76 39.044 - - - 60.518 - -

1 5/8" 1 1 4.53 4.528 - - - 7.0184 - -

1 5/8" 1 1 2.85 2.85 - - - 4.4175 - -

Acero Inferior 1 5/8" 4 4 9.76 39.04 - - - 60.512 - -

1 5/8" 1 1 4.59 4.59 - - - 7.1145 - -


Estribos derecha 1 3/8" 18 18 1.80 32.4 - 18.144 - - - -

96.768 0 139.58 0 0

409.92406


Ubicación DescripciónCantida

d



TOTAL ACERO EN VIGA V1 LOS 3 CASOS

TOTAL ACERO EN VIGA V2 LOS 3 CASOS 236.3486


Página 153


Acero Superior 1 5/8" 3 3 11.17 33.495 - - - 51.917 - -

1 5/8" 3 3 4.20 12.6 - - - 19.53 - -

Acero Inferior 1 5/8" 3 3 9.34 28.014 - - - 43.422 - -

1 5/8" 2 2 5.40 10.8 - - - 16.74 - -



56.168 0 131.61 0 0


Acero Superior 1 3/4" 2 2 9.93 19.85 - - - - 44.464 -

1 3/4" 2 2 4.58 9.166 - - - - 20.5318 -

Acero Inferior 1 3/4" 2 2 9.93 19.85 - - - - 44.464 -

1 3/4" 2 2 4.35 8.7 - - - - 19.488 -



78.736 0 0 128.948 0


Acero Superior 1 5/8" 2 2 8.22 16.432 - - - 25.47 - -

1 5/8" 2 2 2.72 5.446 - - - 8.4413 - -

1 5/8" 1 1 2.36 2.363 - - - 3.6627 - -

Acero Inferior 1 5/8" 2 2 8.22 16.432 - - - 25.47 - -

1 5/8" 1 1 4.25 4.25 - - - 6.5875 - -


61.712 0 69.631 0 0

8212

8212

8212

131.34265

TOTAL ACERO NORMA ANTERIOR EN 7 PISOS

TOTAL ACERO NORMA EN ZONA Z4 EN 7 PISOS




TOTAL ACERO EN VIGA V7 LOS 3 CASOS


Página 154



PROYECTISTA

METRADO

1/4" 3/8" 1/2" 5/8" 3/4" 1"

0.25 0.56 0.99 1.55 2.24 3.97


VIGA V-3

Acero superior e inferior 4 1" 3 12 10.68 128.12 - - - - - 508.7

4 1" 2 8 5.86 46.88 - - - - - 186.1

4 1" 1 4 5.24 20.96 - - - - - 83.21

4 3/4" 1 4 5.24 20.96 - - - - 46.9504 -

Estribos tramo 1 y 4 2 3/8" 20 40 2.12 84.8 - 47.488 - - - -

Estribos tramo 2 y 5 2 1/2" 24 48 2.12 101.76 - - 100.7 - - -

tramo central Acero superior e inferior 1 1" 16 16 5.20 83.2 - - - - - 330.3

Estribos tramo cental 1 1/2" 29 29 2.52 73.08 - - 72.35 - - -

47.488 173.1 0 46.9504 1108

VIGA V-3

Acero superior 2 1" 3 6 10.68 64.062 - - - - - 254.3

Acero superior 2 1" 2 4 5.96 23.84 - - - - - 94.64

Acero superior 2 1" 1 2 5.34 10.68 - - - - - 42.4

Acero inferior 2 1" 3 6 10.68 64.062 - - - - - 254.3

Acero inferior 2 3/4" 1 2 5.96 11.92 - - - - 26.7008 -

Acero inferior 2 1" 1 2 5.96 11.92 - - - - - 47.32

Acero inferior 2 1" 1 2 5.34 10.68 - - - - - 42.4

Estribos tramo 1 y 4 2 3/8" 30 60 2.12 127.2 - 71.232 - - - -

Estribos tramo 2 y 5 2 1/2" 18 36 2.12 76.32 - - 75.56 - - -



71.232 130.4 0 26.7008 1061



d



tramo 1 y 2, 4 y

5

tramo 1 y 2, 4 y

5

TOTAL ACERO EN VIGA EJE 3 NORMA VIGENTE ZONA Z4 1289.1592

TOTAL ACERO EN VIGA EJE 3 NORMA ANTERIOR 1375.81108


Página 155

VIGA V-3

Acero superior 2 1" 2 4 10.68 42.708 - - - - - 169.6

Acero superior 2 3/4" 1 2 10.68 21.354 - - - - 47.833 -

Acero superior 2 1" 1 2 5.96 11.92 - - - - - 47.32

Acero superior 2 3/4" 1 2 5.96 11.92 - - - - 26.7008 -

Acero superior 2 1" 1 2 5.34 10.68 - - - - - 42.4

Acero inferior 2 1" 2 4 10.68 42.708 - - - - - 169.6

Acero inferior 2 3/4" 1 2 10.68 21.354 - - - - 47.833 -

Acero inferior 2 1" 1 2 5.96 11.92 - - - - - 47.32

Acero inferior 2 3/4" 1 2 5.96 11.92 - - - - 26.7008 -

Acero inferior 2 3/4" 1 2 5.34 10.68 - - - - 23.9232 -

Estribos tramo 1 y 4 2 3/8" 30 60 2.12 127.2 - 71.232 - - - -

Estribos tramo 2 y 5 2 1/2" 24 48 2.12 101.76 - - 100.7 - - -



71.232 145.6 0 172.991 723.9

9631

9024

7796

tramo 1 y 2, 4 y

5

TOTAL ACERO EN VIGA V-3 NORMA VIGENTE ZONA Z3 1113.74544

TOTAL ACERO EN VIGA V-3 NORMA ANTERIOR EN 7 PISOS

TOTAL ACERO EN VIGA V-3 NORMA VIGENTE ZONA Z4 EN 7 PISOS

TOTAL ACERO EN VIGAV-3 NORMA VIGENTE ZONA Z3 EN 7 PISOS


Página 156



PROYECTISTA

METRADO

1/4" 3/8" 1/2" 5/8" 3/4" 1"

0.25 0.56 0.99 1.55 2.24 3.97


VIGA EJE 2

Acero superior 1 3/4" 3 3 18.34 55.017 - - - - 123.238 -

2 1" 2 4 6.35 25.4 - - - - - 100.8

2 1" 1 2 4.95 9.9 - - - - - 39.3

2 3/4" 1 2 4.95 9.9 - - - - 22.176 -

Acero inferior 1 3/4" 3 3 18.34 55.017 - - - - 123.238 -

1 3/4" 1 1 5.03 5.025 - - - - 11.256 -

1 3/4" 1 1 4.93 4.93 - - - - 11.0432 -


Estribos centro 2 3/8" 37 74 2.12 156.88 - 87.853 - - - -


246.94 0 0 290.951 140.1

VIGA EJE 2

Acero superior 1 3/4" 3 3 18.29 54.867 - - - - 122.902 -

2 1" 2 4 6.35 25.4 - - - - - 100.8

2 1" 1 2 4.95 9.9 - - - - - 39.3

2 3/4" 1 2 4.95 9.9 - - - - 22.176 -

Acero inferior 1 3/4" 3 3 18.29 54.867 - - - - 122.902 -

1 3/4" 1 1 5.08 5.075 - - - - 11.368 -

1 3/4" 1 1 4.98 4.98 - - - - 11.1552 -


Estribos centro 2 3/8" 37 74 2.12 156.88 - 87.853 - - - -


249.31 0 0 290.503 140.1

VIGA EJE 2

Acero superior 1 3/4" 3 3 18.24 54.717 - - - - 122.566 -

2 1" 2 4 6.35 25.4 - - - - - 100.8

2 1" 1 2 4.95 9.9 - - - - - 39.3

2 3/4" 1 2 4.95 9.9 - - - - 22.176 -

Acero inferior 1 3/4" 3 3 18.24 54.717 - - - - 122.566 -

1 3/4" 1 1 5.13 5.125 - - - - 11.48 -

1 3/4" 1 1 5.03 5.03 - - - - 11.2672 -


Estribos centro 2 3/8" 37 74 2.12 156.88 - 87.853 - - - -


249.31 0 0 290.055 140.1

4746

4760

4757



d



TOTAL ACERO EN VIGA V-4 NORMA ANTERIOR

TOTAL ACERO EN VIGA V-4 NORMA VIGENTE ZONA Z3

TOTAL ACERO EN VIGA V-4 NORMA ANTERIOR

TOTAL ACERO EN VIGA V-4 NORMA VIGENTE ZONA Z4

678.02996

TOTAL ACERO EN VIGAV-4 NORMA VIGENTE ZONA Z4 679.95636

TOTAL ACERO EN VIGA V-4 NORMA VIGENTE ZONA Z3 679.50836


Página 157



PROYECTISTA

METRADO

1/4" 3/8" 1/2" 5/8" 3/4" 1"

0.25 0.56 0.99 1.55 2.24 3.97


CORTE 1

Acero Superior 2 3/8" 1 2 6.20 12.4 - 6.944 - - - -

Acero Inferior 2 3/8" 1 2 6.20 12.4 - 6.944 - - - -

Estribos 2 1/4" 30 60 0.35 21 5.25 - - - - -

5.25 13.888 0 0 0 0

CORTE 2

Acero Superior 3 3/8" 1 3 24.25 72.75 - 40.74 - - - -

Acero Inferior 3 3/8" 1 3 24.25 72.75 - 40.74 - - - -

Estribos 3 1/4" 120.25 360.8 0.40 144.3 36.08 - - - - -

36.08 81.48 0 0 0 0

CORTE 3

Escaleras Acero Superior 2 5/8" 2 4 3.15 12.6 - - - 19.53 - -

Acero Inferior 2 5/8" 2 4 3.15 12.6 - - - 19.53 - -

Estribos 2 3/8" 20 40 1.70 68 - 38.08 - - - -

Ascensor Acero Superior 2 5/8" 2 4 1.80 7.2 - - - 11.16 - -

Acero Inferior 2 5/8" 2 4 1.80 7.2 - - - 11.16 - -

Estribos 2 3/8" 17 34 1.70 57.8 - 32.368 - - - -

38.08 0 39.06 0 0

TOTAL ACERO EN CORTE 2 117.555


19.138



d



TOTAL ACERO EN CORTE 1


Página 158

CORTE 4

Ascensor Acero Superior 2 5/8" 2 4 1.80 7.2 - - - 11.16 - -

Acero Inferior 2 5/8" 2 4 1.80 7.2 - - - 11.16 - -

Estribos 2 3/8" 17 34 1.50 51 - 28.56 - - - -

Vigas pequeñas Acero Superior 1 5/8" 2 2 3.15 6.3 - - - 9.765 - -

Acero Inferior 1 5/8" 2 2 3.15 6.3 - - - 9.765 - -

Estribos 1 3/8" 27 27 1.50 40.5 - 22.68 - - - -

Acero Superior 2 5/8" 2 4 3.15 12.6 - - - 19.53 - -

Acero Inferior 2 5/8" 2 4 3.15 12.6 - - - 19.53 - -

Estribos 2 3/8" 27 54 1.50 81 - 45.36 - - - -

A J - 6 Acero Superior 2 5/8" 2 4 10.10 40.4 - - - 62.62 - -

Acero Inferior 2 5/8" 2 4 10.10 40.4 - - - 62.62 - -

Estribos 2 3/8" 70 140 1.50 210 - 117.6 - - - -

E F- 6 Acero Superior 1 5/8" 2 2 3.15 6.3 - - - 9.765 - -

Acero Inferior 1 5/8" 2 2 3.15 6.3 - - - 9.765 - -

Estribos 1 3/8" 27 27 1.50 40.5 - 22.68 - - - -

28.56 0 22.32 0 0

CORTE 5

NORMA ANTERIOR

Acero Superior 1 1" 7 7 2.20 15.4 - - - - - 61.14

Acero Inferior 1 1" 7 7 2.20 15.4 - - - - - 61.14

Estribos 1 1/2" 21 21 2.20 46.2 - - 45.74 - - -

0 45.74 0 0 122.3

NORMA EN ZONA Z4

Acero Superior 1 1" 6 6 2.20 13.2 - - - - - 52.4

Acero Inferior 1 1" 6 6 2.20 13.2 - - - - - 52.4

Estribos 1 1/2" 17 17 2.20 37.4 - - 37.03 - - -

0 37.03 0 0 104.8

TOTAL ACERO EN CORTE 5 CON NORMA ANTERIOR 168.014

TOTAL ACERO EN CORTE 5 CON NORMA EN ZONA Z4 141.834



Página 159

NORMA EN ZONA Z3

Acero Superior 1 1" 5 5 2.20 11 - - - - - 43.67

Acero Inferior 1 1" 5 5 2.20 11 - - - - - 43.67

Estribos 1 1/2" 14 14 2.20 30.8 - - 30.49 - - -

0 30.49 0 0 87.34

CORTE 6

Acero Superior 2 3/4" 3 6 3.65 21.9 - - - - 49.056 -

Acero Inferior 2 3/4" 3 6 3.65 21.9 - - - - 49.056 -

Estribos 2 3/8" 31 62 1.70 105.4 - 59.024 - - - -

59.024 0 0 98.112 0

CORTE 7

Acero Superior 2 1/2" 2 4 0.69 2.76 - - 2.732 - - -

Acero Inferior 2 1/2" 2 4 0.69 2.76 - - 2.732 - - -

Estribos 2 1/4" 6 12 1.00 12 3 - - - - -

0 5.465 0 0 0

4167

3984

3816TOTAL ACERO NORMA EN ZONA Z3 EN 7 PISOS



TOTAL ACERO NORMA ANTERIOR EN 7 PISOS


TOTAL ACERO EN CORTE 5 CON NORMA EN ZONA Z3 117.832


Página 160

Longitud (m) Ancho (m) Peralte (m)Volúmen (m3)Vol Sob (m3) Acero (kg)

2.90 0.30 1.20 1.04 0.61 110.62

6.05 0.30 1.20 2.18 1.27 230.78

6.05 0.30 1.20 2.18 1.27 230.78

6.70 0.50 1.20 4.02 2.35 425.97

6.70 0.50 1.20 4.02 2.35 425.97

3.75 0.50 1.20 2.25 1.31 238.41

3.75 0.50 1.20 2.25 1.31 238.41

2.90 0.30 1.20 1.04 0.61 110.62

6.15 0.50 1.20 3.69 2.15 391.00

6.15 0.50 1.20 3.69 2.15 391.00

4.65 0.30 1.20 1.67 0.98 177.38

4.95 0.30 1.20 1.78 1.04 188.82

8.55 0.50 1.20 5.13 2.99 543.58

8.55 0.50 1.20 5.13 2.99 543.58

2.20 0.50 1.20 1.32 0.77 139.87

6.05 0.30 1.20 2.18 1.27 230.78

6.05 0.30 1.20 2.18 1.27 230.78

1.85 0.30 1.20 0.67 0.39 70.57

1.85 0.30 1.20 0.67 0.39 70.57

2.20 0.30 1.20 0.79 0.46 83.92

7.75 0.50 1.20 4.65 2.71 492.72

7.75 0.50 1.20 4.65 2.71 492.72

7.60 0.50 1.20 4.56 2.66 483.18

7.60 0.50 1.20 4.56 2.66 483.18

22.35 0.50 1.20 13.41 7.82 1420.94

7.30 0.50 1.20 4.38 2.56 464.11

7.30 0.50 1.20 4.38 2.56 464.11

8.30 0.50 1.20 4.98 2.91 527.69

54.51 9902.10

Área e=.50 443 m2

Espesor 0.5 m

Área sob vig 54.51 m3

Volúmen 276.01 m3

CONCRETO Y ACERO EN VIGAS DE PLATEA

CONCRETO DE PLATEA


Página 161

Dirección Ubicación Sup/Inf ɸ1/4" ɸ3/8" ɸ1/2" ɸ5/8" L (m)

Horizontal

Eje 6-7a,E-F

Sup 8 3.95

Inf 10 3.95

12 3.95

Eje 5b-6,E-F

Sup 6 4.45

Inf 6 3.95

Eje 4-6,A-C

Sup 14 2.10

14 2.45

Inf 14 7.30

14 4.70

Temp 16 7.50

14 7.00

Eje 4-6,H-J

Sup 14 2.10

14 2.45

Inf 14 7.30

14 4.70

Temp 16 7.50

14 7.00

Eje 3-4,A-D

Sup 9 9.30

Inf 9 9.30

Eje 3-4,G-J

Sup 9 9.30

Inf 9 9.30

Eje 3-4,E-F

Sup 9 2.80

Inf 9 2.80


Página 162

Vertical

Esc

Sup 16 4.30

Inf 16 4.30

Eje 5b-6,E-F

Sup 12 4.45

Inf 12 4.45

Eje 4-6,C-E

Sup 9 1.45

9 3.75

9 2.50

Inf 9 7.25

9 2.95

Temp 14 4.00

9 6.95

Eje 4-6,F-H

Sup 9 1.45

9 3.75

9 2.50

Inf 9 7.25

9 2.95

Temp 14 4.00

9 6.95

Eje 4-5a,E-F

Sup 8 1.30

Inf 8 4.80

8 3.10

Temp 8 4.80

10 3.15


Página 163

Eje 1-4,A-D

Sup 19 3.15

19 5.10

19 4.70

Inf 19 9.10

19 5.40

40 2.80

Temp 19 9.25

20 8.95

Eje 1-4,G-J

Sup 19 3.15

19 5.10

19 4.70

Inf 19 9.10

19 5.40

40 2.80

Temp 19 9.25

20 8.95

Eje 1-3,D-E

Sup 6 3.15

6 2.45

6 2.05

Inf 6 9.40

6 5.40

Temp 6 9.40

20 2.50

Eje 1-3,F-G

Sup 6 3.15

6 2.45

6 2.05

Inf 6 9.40

6 5.40

Temp 6 9.40

20 2.50

Eje 1-4,E-F

Sup 5 3.15

5 5.40

5 5.00

Inf 5 9.25

5 5.40

10 2.50

Temp 5 9.10

20 2.20

análisis comparativo del diseño sismorresistente de una

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