3.1 ANLISIS Y DISEO

Se muestra a continuacin un resumen de los resultados de la modelacin de las estructuras, para mayor comprensin se muestran los resultados grficamente puesto que los resultados en listados numricos son altamente tediosos de verificar.

Las condiciones de carga son las que se expusieron en el captulo 2.

3.1.1 DESCRIPCIN DEL MODELO

Se generaron los modelos en los cuales se generan: Elementos lineales:Vigas y columnas Elementos rea:Placas y muros. Restricciones:Cimentaciones empotradas

DESCRIPCIN DEL CLCULO NUMRICO DENTRO DEL PROGRAMA

El software arma una matriz de rigidez de cada elemento en coordenadas locales, la transforma a coordenadas globales y suma las rigideces en cada punto.

Las cargas las transforma igualmente a coordenadas globales en cada punto, aplicndolas directamente a los puntos de la matriz ejecutando su transformacin en cargas a coordenadas globales de las reacciones producidas en cada elemento estructural.

Arma una gran matriz de rigidez de la estructura y la resuelve colocando las condiciones de apoyo, la solucin de sa matriz nos proporciona el desplazamiento de cada punto, posteriormente a cada matriz de rigidez de cada elemento se aplican stas deformaciones y halla la fuerza a la que est sometido cada elemento para cada tipo de carga.

Posteriormente procede a disear, indicndonos para cada elemento la cantidad de acero de refuerzo que debe tener para que soporte las solicitaciones dadas.

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3.1.2 GEOMETRIA

Se observan los grficos del modelo que se disearon en ETABS.

3.1.3 DERIVAS.

A.6.2 CLCULO DEL DESPLAZAMIENTO HORIZONTAL-A.6.2.1 DESPLAZAMIENTOS HORIZONTALES EN EL CENTRO DE MASA DEL PISO, cm,j Corresponden a los desplazamientos horizontales, en las dos direcciones principales en planta, que tiene el centro de masa del piso.

En caso de clculo de desplazamientos haciendo uso del mtodo de anlisis dinmico deber tomarse en cuenta lo indicado en A.5.4.4 para la combinacin de los modos.

A.6.2.1.1 Cuando se utilice el mtodo de la fuerza horizontal equivalente, lasfuerzas horizontales que se empleen para determinar los desplazamientos horizontales y torsionales en el centro de masa pueden calcularse utilizando el perodo, T , que se obtiene por medio de la ecuacin A.4.2-1, aplicando el lmite de CuTa indicado all, o alternativamente el perodo T obtenido por alguna de las ecuaciones A.4.2-3 o A.4.2-5.

A.6.2.1.2 En las edificaciones pertenecientes a los grupos de uso II, III y IV, para la determinacin de las fuerzas horizontales que se empleen para calcular los desplazamientos horizontales en el centro de masa, se permite que el coeficiente de importancia I , tenga un valor igual a la unidad (I=1.0) , y las fuerzas de diseo a emplear para obtener la resistencia de la estructura deben utilizar el valor del coeficiente de importancia I Correspondiente al grupo de uso de la edificacin, tal como se define en A.2.5.2.

La tipologa de la edificacin hace que ste sea bastante rgido por lo cual cumple fcilmente los lmites de derivas expuestos en la normatividad.

Se muestra la grfica de derivas obtenida por el software de diseo, las grficas se explican de la siguiente manera:

La lnea azul corresponde a la deformacin en Y La lnea Roja corresponde a la deformacin en X La deriva NO debe exceder el valor de uno que indica el (1%)

El clculo de las derivas se realizar segn la NSR10, por ejemplo: si se tiene un desplazamiento en X en el tercer piso de 2.35 m, en Y 1.26 m, en X pero en el piso cuarto un desplazamiento de 2.45 m, en Y 1.3 m, la manera de calcular la deriva segn la NSR10 sera:

x: 2.37 2.35= 0.02 m; Y: 1.28 1.27= 0.010 m Reemplazando se tiene: =0.022 m

MAXIMA DERIVA EN Xaltura del piso 3.30 m x 1% = 3.30 cms

DERIVA POR SISMO EN X

El valor 0.003381 est dado en metros, luego 0.003381x100x3.30X6.3= 1.12 cm

DERIVA POR SISMO EN Y

El valor 0.0003521 est dado en metros, luego 0.0003521 x100x3.30X6.3=0.732cm

3.2RESULTADOS

El software utilizado ejecuta los diseos de los elementos estructurales, para esto se le indico que para cada elemento lo dividiera en 11 partes iguales y ejecutara el diseo de su refuerzo con la envolvente de los resultados del anlisis para las cargas que se aplicaron con las combinaciones propuestas en la norma sismo resistente.

Los resultados en reas de refuerzo requeridas para vigas en cm

N+2.80

1.1. COLUMNAS

Los valores de As los tomamos del anlisis de ETABS, el cual corresponde al Asmin y se muestra a continuacin, se toma el mayor valor generado por cada una de las combinaciones de carga:

Cuantis de acero minimo segn NSR10 para columnas:

1% Ag= 0.01x30x30= 9 cm2 minimo

4% Ag= 0.01x30x30= 36 cm2 maximo

Diseo a cortante:

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REACCIONES PARA EL CLCULO DE CIMENTACION (ton-m)

StoryPointLoadFXFYFZMXMYMZ

BASE13CIM10.13-0.2-1.88-0.1880.269-0.012

BASE14CIM10.23-0.168.390.1710.333-0.006

BASE15CIM1-0.1-0.165.360.196-0.029-0.006

BASE16CIM1-0.12-0.3518.20.399-0.068-0.006

BASE17CIM1-0.01-0.164.120.2060.048-0.006

BASE18CIM1-0.31-0.027.30.057-0.296-0.006

BASE19CIM1-0.0804.090.035-0.063-0.006

BASE20CIM1-0.290.59-4.680.148-0.164-0.017

BASE21CIM10.35-0.3512.70.3480.444-0.006

BASE26CIM10.111.0213.26-1.130.145-0.006

BASE28CIM10.29-0.4821.280.5260.378-0.006

BASE29CIM10.07116.67-1.0850.107-0.006

BASE31CIM1-0.150.3219.51-0.329-0.133-0.006

BASE33CIM1-0.130.7415.35-0.835-0.117-0.006

BASE127CIM14.8-2.46.20.1740.083-0.172

El diseo de la cimentacin se realiz Con el software SAFE V.12 y cuyos datos de entrada fueron loas reacciones de los apoyos de la estructura, lo cual esta en la tabla anterior.

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CIMENTACION N-0.00

VIGAS DE AMARRE

Donde la luz en este caso es de 5.97 m. Entonces su altura mnima es de:

Dimensiones iniciales antes del anlisis: vigas de amarre 30x30 cms Dimensiones finales despus del anlisis: 30x30 cms.

ANALISIS POR PRESION DE SUELO (CAPACIDAD PORTANTE)

CAPACIDDA PORTANTE: 20 Ton/m219.233Ton/m2 < 20Ton/m2 CUMPLE

ANALISIS CORTE POR PUNZONAMIENTO

CRITICA 0.1685 < 1 CUMPLE

ANALISIS POR FLEXION DE ZAPATAS

1#4 CADA 0.17 m EN AMBOS SENTIDOS (X & Y)

ANLISIS POR FLEXIN Y CORTANTE DE LAS VIGAS

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SECCION VIGA DE AMARRE MS CRTICA

NSR10Geometric Properties

Combination = 1.2XWd + 1.6XWL Beam Label = 30Section Property = VIG30X30 Length = 382.729 cmSection Width = 30 cm Section Depth = 30 cmDistance to Top Rebar Center = 7 cm Distance to Bot Rebar Center = 7 cm

Material Properties

Concrete Comp. Strength = 0.2109 Tonf/cm2 Concrete Modulus = 219.6276 Tonf/cm2 Longitudinal Rebar Yield = 4.0789 Tonf/cm2 Shear Rebar Yield = 4.0789 Tonf/cm2

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FLEXION Y CORTANTE PARA ZAPATAS

TABLE: Concrete Slab Design 01 - Flexural And Shear Data

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StationConcWidthFTopComboFTopMomentFTopArea

cmcmTextTonf-cmcm2

0100COMB2-504.2383.7268

50100COMB2-330.2022.451

100100COMB2-239.4611.7465

0100COMB2-34.2830

50100COMB2-0.1380

100100COMB2-21.8070

0100COMB2-21.960

50100COMB2-0.1240

100100COMB2-30.7610

0120COMB2-112.7580.8198

60120COMB2-1.5050

120120COMB2-131.4250.9564

0100COMB2-70.5720.5142

50100COMB2-0.2830

100100COMB2-80.8890.5889

0100COMB2-6.1080

50100COMB2-0.0870

100100COMB2-21.7140

0100COMB2-158.9171.1595

50100COMB2-0.6380

100100COMB2-133.1550.9731

0100COMB2-68.3670.5345

50100COMB2-174.8161.3853

100100COMB2-27.8270

0100COMB2-41.4160

50100COMB2-0.1660

100100COMB2-27.3980

0100COMB2-24.5530

50100COMB2-0.0990

100100COMB2-21.0920

0120COMB200

60120COMB2-0.0046950

120120COMB2-1.4010

0100COMB2-125.3680.9629

50100COMB2-4.4060

100100COMB2-110.7730.8501

0100COMB2-13.4380

50100COMB2-0.0540

C3-20

100100COMB2-5.4910

0100COMB2-62.5520.4814

100100COMB2-63.3620.489

0100COMB2-13.2690

50100COMB2-0.0960

100100COMB2-24.0030

0100COMB2-13.0140

50100COMB2-0.1250

100100COMB2-31.090

0100COMB2-57.2040.4176

50100COMB2-0.230

100100COMB2-44.0710

0100COMB2-32.2420

50100COMB2-0.1290

100100COMB2-29.6420

0100COMB2-48.2790

50100COMB2-0.2070

100100COMB2-58.0140.423

0100COMB2-35.0550

50100COMB2-0.1410

100100COMB2-39.9150

0100COMB2-33.2410

50100COMB2-0.6450

100100COMB2-32.8110

0120COMB2-280.7052.0523

60120COMB2-52.690

120120COMB2-366.9832.6847

0120COMB2-99.0270.7919

60120COMB2-0.2270.5051

120120COMB2-64.3270.4978

0120COMB2-98.2330.7142

60120COMB2-1.6210

120120COMB2-77.420.5635

0100COMB2-44.9420

50100COMB2-0.6420

100100COMB2-58.7340.4507

0100COMB2-8.030

50100COMB2-0.0720

100100COMB2-17.8770

0100COMB2-55.2630.4244

C3-21

50100COMB2-0.2220

100100COMB2-82.3020.6334

0100COMB2-35.5710

50100COMB2-0.2150

100100COMB2-53.5460.4116

0100COMB2-43.4760

50100COMB2-0.3150

100100COMB2-78.4090.6026

0100COMB2-6.1160

50100COMB2-2.6180

100100COMB2-29.9990

0100COMB2-10.6790

50100COMB2-5.6820

100100COMB2-27.5040

0120COMB2-965.9187.5415

60120COMB2-700.6635.4364

120120COMB2-778.2886.0504

0120COMB2-14.1920

60120COMB2-88.5250.7175

120120COMB2-181.5541.4185

0120COMB2-77.0720.5918

60120COMB2-0.3070

120120COMB2-91.8570.7043