edificio 5 pÍsos en sap2000 - 1ra parte

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EVALUACION SISMO ESTATICO EDIFICIO DE 5 PISOS JOSE LUIS EL PUMA2011 1 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL, DE SISTEMAS Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL EVALUACIN SISMO ESTATICO DE UN EDIFICIO DE 5 PISOS EN SAP2000 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN EVALUACION SISMO ESTATICO EDIFICIO DE 5 PISOS JOSE LUIS EL PUMA2011 2 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN EVALUACION SISMO ESTATICO EDIFICIO DE 5 PISOS JOSE LUIS EL PUMA2011 3 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN ANLISIS SISMO ESTATICO Y DISEO DE UN EDIFICIO DE CINCONIVELES CON LOSA ALIGERADA

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. 258. 40. 151. 60. 15. 45. 156. 75. 151. 70. 2520. 00.15 .25 3.60 .25 .25 1.00 .25 .25 3.60 .25.15.154.10.151.20.154.10.1510.00

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..151.50.15.60 2.53.152.53 .60.151.50.1510.00. 257. 25. 151. 00. 152. 203. 50. 152. 20. 15. 90. 151. 70. 258. 65. 152. 205. 85. 152. 75. 25.25 .95.15.15.70 .80 1.33.151.55.151.55.151.33 .80.70.43 .70 .80 .30.15 .30 .80 .70 .433.925 1.850 3.925. 154. 25. 903. 35. 25. 251. 85. 15. 25. 90. 301. 201. 851. 55. 80.25 .25 EVALUACION SISMO ESTATICO EDIFICIO DE 5 PISOS JOSE LUIS EL PUMA2011 4 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN .

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BV. 112V. 112ABDEFEGC VACI OVACI OVACI OVACI ODE ESCALERADUCTODUCTO01 03 04 06ABCDEFABCDEF01 02 05 065. 403. 202. 603. 505. 304.20 1.60 4.2003'3.17 1.82 1.83 3.185. 403. 202. 603. 505. 30 EVALUACION SISMO ESTATICO EDIFICIO DE 5 PISOS JOSE LUIS EL PUMA2011 6 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN . `' `' `' '`' `' `' `' '`' . EVALUACION SISMO ESTATICO EDIFICIO DE 5 PISOS JOSE LUIS EL PUMA2011 7 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN DATOS: 1.MATERIALES: Concreto fc = 210 Kg/cm2 Acero: fy = 4200 Kg/cm2 2.SECCIONES: 2.1.COLUMNAS C1: Columna L C2: Columna T C3: Columna 0.40 x 0.15C4: Columna 0.40 x 0.15 2.2.VIGAS 3.OTROS DATOS: Uso : Vivienda Ubicacin: Chiclayo Suelo: Flexible EVALUACION SISMO ESTATICO EDIFICIO DE 5 PISOS JOSE LUIS EL PUMA2011 8 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN ANLISIS SISMO ESTATICO Y DISEO DE UN EDIFICIO DE CINCO NIVELESCON LOSA ALIGERADA SAP2000 V14 A continuacin se muestran los pasos a seguir para modelar, llevar a cabo un anlisis sismo esttico y disear el edificio de 5 niveles en el programa SAP2000 V14, El procedimiento que se describe a continuacin es similar tanto para SAP2000 Versin 12 como para el SAP2000 Versin 14. 1.PASO 1: ABRIR EL PROGRAMA SAP2000 Ejecutamos el programa SAP2000 Versin 14, desde el acceso directo que se encuentra en el escritorio. El programa se ejecutar y antes de mostrar el entorno del programa, aparecer un cuadro de dialogoTipoftheday(Consejodelda),elquemuestraalgunasactualizacionesy recomendaciones para el programa y el uso de sus comandos. Next Tip: Siguiente Consejo Previous Tip: Consejo Anterior PicamosenOKyTendremoselentornoSAP200014paraempezaramodelarnuestra estructura. EVALUACION SISMO ESTATICO EDIFICIO DE 5 PISOS JOSE LUIS EL PUMA2011 9 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN 2.PASO 2: DEFINIR UNIDADES Seleccione las unidades en las que desea trabajar. Esta opcin se encuentra en la parte inferior derecha de la pantalla principal de SAP2000 V14, como se muestra a continuacin. EVALUACION SISMO ESTATICO EDIFICIO DE 5 PISOS JOSE LUIS EL PUMA2011 10 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN ParalaVersin14Escogemos:Tonf,m,C,sinembargoenlaVersin12semuestrala opcinTon,m, C. En amboscasosenel primer trminolasunidades sonlasmismas, slo cambiaronlaformadecmoloescriben.SiesTonfestoneladafuerzaparaevitar confusionesconlasunidadesdemasaquesloseraTon.Noesnecesariohacerninguna conversin de los modelos antiguos a las nuevas versiones. 3.PASO 3: SELECCIN DEL MODELO Delmenprincipal(partesuperior),abriendolaopcindeFile>seleccioneNewModel. Esta accin lo llevar a la ventana de New Model que se muestra a continuacin. Seleccione la plantilla 3D Frames, que es la que se muestra acontinuacion. Esto lo conducir a la siguiente ventana o pantalla. EVALUACION SISMO ESTATICO EDIFICIO DE 5 PISOS JOSE LUIS EL PUMA2011 11 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN Se deben llenar las casillas de acuerdo con las caracteristicas de nuestra estructura en 3D. oNumber of Stories (Numero de Pisos): 5 oNumber of Bays, X (Numero de tramos en X): 16 oNumber of Bays, Y (Numero de tramos en Y): 22 oStory Height (Altura de Piso) oBays Width, X (Ancho de tramo en X) oBays Width, Y (Ancho de tramo en Y) NOTA: Asegrese que la opcin de Restraints est seleccionada. De otra manera, la estructura tendr las juntas libres (sin apoyos). Chequee la opcin Use Custom Grid Spacing and Locate Origin para editar la cuadrcula y localizarelorigendecoordenadasyhagaclicenelbotnEditGrid,loquelollevarala siguiente ventana: EVALUACION SISMO ESTATICO EDIFICIO DE 5 PISOS JOSE LUIS EL PUMA2011 12 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN Digitelosvalorescorrespondientesparaubicarlosejesenfuncindelaslongitudesdelos tramos y presione Ok dos veces. Esto lo conducir a la pantalla principal de SAP2000, la cual tiene por omisin dos ventanas principales: una en tres dimensiones y la otra en el plano XZ. EVALUACION SISMO ESTATICO EDIFICIO DE 5 PISOS JOSE LUIS EL PUMA2011 13 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN 4.PASO 4: DEFINICION DE LAS CONDICIONES DE LOS APOYOS PARA EL MODELO Paracambiarlascondicionesdeborde,seleccioneprimerolasjuntasacambiar(osea todas las de la base) para cambiar su condicin.LuegodeseleccionarlasjuntasseleccioneenelmenprincipalAssignylaopcinde JointsylasubopcindeRestraintsopresioneeliconodeltoolbarquese encuentra en la parte superior de la pantalla principal. Ambas acciones lo conducirn a la pantalla que se muestra a la derecha. Porahoraserecomiendaqueutilicelosbotonesqueseencuentranenelrecuadrode Fast Restraint. Estos significan lo siguiente: Apoyoosoportefijo(fixed)querestringedesplazamientosyrotacionestodaslas direcciones. Soporte articulado (pin) que restringe desplazamientos en dos direcciones Soporte de rodillo (roller) que restringe desplazamientos en una direccin. Junta libre de soporte. Seleccione de la ventana y seleccione OK. El modelo debe ahora aparecer como se muestra en la siguiente figura: EVALUACION SISMO ESTATICO EDIFICIO DE 5 PISOS JOSE LUIS EL PUMA2011 14 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN 5.PASO 5: DEFINICION DE PROPIEDADES DE LOS MATERIALES Verifiquequelasunidadescon lasque seespecificanlos seanlasadecuadas.Paradefinirlaspropiedadesdelos materiales,seleccioneDefinedelmenprincipal,dela lista que se presenta escoja la opcindeMaterialscomo se muestra en la figura a continuacin: Estoloconduciralapantallaquesemuestraa continuacin: EVALUACION SISMO ESTATICO EDIFICIO DE 5 PISOS JOSE LUIS EL PUMA2011 15 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN DEFINIENDO EL MATERIAL: Concreto210 Seleccioneel botndeAdd New Material Quickpara adicionar un nuevomaterialde losdisponiblessegnlasespecificaciones,elcualloconduciralapantalladeQuick Material Property Definition que se muestra: SeleccioneConcreteen Material Type y fc 3000psi (210Kg/cm2aprox.)en Specificationypresioneel botn Ok. LuegodelaventanaDefine Materialsseleccioneel material 3000psi y haga clic enelbotnModify/Show Materialloquelo llevar a la siguiente ventana: Ingreseunnombrepara identificarelmaterial(por ejemplo: Concreto210) en la cajadetextodeMaterial Name. Cambielosvaloresalos especificadosenla descripcindelproblema. Seleccione OK dos veces. EVALUACION SISMO ESTATICO EDIFICIO DE 5 PISOS JOSE LUIS EL PUMA2011 16 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN DEFINIENDO EL MATERIAL: Acero 4200 Seleccioneel botndeAdd New Material Quickpara adicionar un nuevomaterialde losdisponiblessegnlasEspecificaciones,elcualloconduciralapantalladeQuick Material Property Definition que se muestra: SeleccioneRebaren MaterialTypeyASTM A615Grade60(fy=4200 Kg/cm2aprox.)en Specificationypresioneel botnOk.Luegodela ventanaDefineMaterials seleccioneelmaterialA615 Grade60yhagaclicenel botnModify/Show Material lo que lo llevar a la siguiente ventana: Ingreseunnombrepara identificarelmaterial(por ejemplo:Acero4200)enla cajadetextodeMaterial Name. Cambielosvaloresalos especificadosenla descripcindelproblema. Seleccione OK dos veces. EVALUACION SISMO ESTATICO EDIFICIO DE 5 PISOS JOSE LUIS EL PUMA2011 17 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN 6.PASO 6: DEFINICIN DE LAS SECCIONES DE LOS ELEMENTOS VIGAS Y COLUMNAS Paradefinirlasseccionesdeloselementos,seleccioneDefineenelmenprincipaly luego la opcin Section Properties/ Frame Sections. Unaformaalternativaespresionareliconodeeneltoolbarubicadoenlaparte superior. Cualquier opcin lo conducir a la siguiente pantalla. EVALUACION SISMO ESTATICO EDIFICIO DE 5 PISOS JOSE LUIS EL PUMA2011 18 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN Para el casodelmodelo se tiene seccionesrectangularesde concreto, para ellodar clic enelbotnAddNewPropertyquelollevaralaventanaAddFrameSection Property.DelcuadrodedilogoFrameSectionPropertyTypeseleccionelaopcin Concrete y luego la seccin Rectangular. VIGA 15X40 EVALUACION SISMO ESTATICO EDIFICIO DE 5 PISOS JOSE LUIS EL PUMA2011 19 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN Digite VIGA 15x40 en la caja de texto Section Name. Escoger Concreto210 en la caja deedicinMaterial.Digitarlasdimensionesdelavigaenlascajasdetexto correspondientes.HacerclicenelbotnConcreteReinforcementyseleccione Acero4200delalistaLongitudinalBarsyAcero4200delalistaCofinementBarsdel cuadro Rebar Materials. Escoger Bean (viga) del recuadro Design Type. Por defecto el programaledaunrecubrimiento(cover)alcentrodelaparaarriba(top)yabajo (botton). Digitar 0.06 en las cajas de edicin Top y Botton como se muestra: HacerclicenelbotnOkpara aceptarlosdatosestablecidosyregresaralformulario. RectangularSection.HacerclicenlacajadeseleccinDisplayColorparaescogerun color para las vigas en este caso escogeremos un color rojo y luego hacer clic en Ok para regresar al formulario Frame Properties. RepetirelprocedimientoanteriorparacrearlaseccinViga25x40,Viga15x40(viga faldera)) y Columna30x40. EVALUACION SISMO ESTATICO EDIFICIO DE 5 PISOS JOSE LUIS EL PUMA2011 20 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN EVALUACION SISMO ESTATICO EDIFICIO DE 5 PISOS JOSE LUIS EL PUMA2011 21 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN HacerclicenelbotnOkparaaceptarlosdatosestablecidosyregresaralformulario RectangularSection.HacerclicenlacajadeseleccinDisplayColorparaescogerun colorparalasvigas.claroyluegohacerclicenOkpara regresar alformularioFrame Properties. El formulario Frame Properties deber quedar como el siguiente: Hacer clic en el botn Ok del formulario Frame Properties para aceptar los cambios. EVALUACION SISMO ESTATICO EDIFICIO DE 5 PISOS JOSE LUIS EL PUMA2011 22 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN 7.PASO 7: DEFINICIN DE LAS SECCIONES DE LOSA ALIGERADA LalosaaligeradasermodeladacomounconjuntodeviguetasdeseccinTdeuna altura de 0.20m, un ancho de ala de 0.40m, altura de ala de 0.05m y ancho del alma de 0.10m, como se detalla a continuacin. Paradefinirlasseccionesdeloselementos,seleccioneDefineenelmenprincipaly luego la opcin Section Properties/ Frame Sections. Una forma alternativa es presionar el icono de en el toolbar ubicado en la parte superior. Cualquier opcin lo conducir a la siguiente pantalla. Para el casodela vigueta se requiere una seccin T,para ellodar clicenel botnAdd New Property que lo llevar a la ventana Add Frame Section Property. Del cuadro de dilogoFrameSectionPropertyTypeseleccionelaopcinSteelyluegolaseccin Tee. EVALUACION SISMO ESTATICO EDIFICIO DE 5 PISOS JOSE LUIS EL PUMA2011 23 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN DigiteViguetaenlacajadetextoSectionName.EscogerConcreto210enlacajade edicinMaterial.Digitarlasdimensionesdelavigaenlascajasdetexto correspondientes.HacerclicenelbotnConcreteReinforcementyseleccione Acero4200delalistaLongitudinalBarsyAcero4200delalistaCofinementBarsdel cuadro RebarMaterials. Escoger Bean (viga) del recuadro Design Type. Por defectoel programaledaunrecubrimiento(cover)alcentrodelaparaarriba(top)yabajo (botton). Digitar 0.03 en las cajas de edicin Top y Botton como se muestra: EVALUACION SISMO ESTATICO EDIFICIO DE 5 PISOS JOSE LUIS EL PUMA2011 24 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN HacerclicenelbotnOkparaaceptarlosdatosestablecidosyregresaralformulario Tee Section. Hacer clic en la caja de seleccin Display Color para escoger un color para lasvigasenestecasoescogeremosuncolorazulclaroyluegohacerclicenOkpara regresar al formulario Frame Properties y Ok para cerrar esta ventana. 8.PASO 8: ASIGNAR SECCIONES DE LOS ELEMENTOS AL MODELO Luegodedefinirlasseccionesylosmateriales,elsiguientepasoesasignardichas propiedades a los elementos. Seleccione loselementosdelmodelocorrespondientes a lascolumnasmediante un clic encimadedichoselementosodibujandouncuadroquecubradichoselementos, moviendoelmouseymanteniendoapretadoelbotnizquierdo.DelmendeAssign seleccione Frame/Frame Sections, lo que lo lleva a la siguiente ventana: SeleccionedelrecuadroPropertieselnombredelaseccinpreviamentedefinido(para nuestro caso Columna30x40.AlpresionarOK,elnombredelaseccinvaaaparecersobreel elemento de la estructura. Repitaelmismoprocedimientoparaasignarlasseccionesdelasvigasyelprticose mostrar como el siguiente: Para lograr una mejor visualizacin, la estructura ha sido extruida y girada hasta obtener esta vista. EVALUACION SISMO ESTATICO EDIFICIO DE 5 PISOS JOSE LUIS EL PUMA2011 25 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN 9.PASO 9: ASIGNAR LA LOSA AL MODELO LalosaaligeradaestarconstituidaporunconjuntodeviguetasdeseccinT previamentedefinidas,lascualesseapoyarnsobrelasvigasprincipales,paralocual procedemos a dibujar las viguetas. ParadibujarlasviguetasnosubicamosenelplanoXYenelprimernivelyluego seleccionamos la herramienta Quick Draw Secondary Beamsla que nos llevar a la siguiente ventana: Seleccionamosla seccin a dibujar (Vigueta), la condicin para momentos(Continuos) elnmerodeviguetasadibujarloobtenemosdedividirlalongitudquecubrirnlas viguetas dividido entre 0.40 (ancho de cada vigueta) y la direccin (Paralelo al eje X) y EVALUACION SISMO ESTATICO EDIFICIO DE 5 PISOS JOSE LUIS EL PUMA2011 26 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN procedemos a dibujar las viguetas en los paos de losas haciendo clic en la parte interior del pao, realizamoseste procedimiento para todoslos paos de cada piso. Luego de lo cual la estructura se mostrar como sigue: Paradibujarlasviguetasdelossiguientesnivelessoloprocedemosareplicarlasauna distanciade2.8mhaciaarriba(EjeZ).Seleccionamoslasviguetasconlaopcin Select/Select/Properties/Frame Sections Elegimoselelemento a seleccionar (Vigueta) yhacemosclicenel botn Ok, todoslos elementos de nombre Vigueta se habrn seleccionado. EVALUACION SISMO ESTATICO EDIFICIO DE 5 PISOS JOSE LUIS EL PUMA2011 27 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN Para replicarloselegimosla opcinReplicatedel men Edit o tambin CTROL + R, la que nos llevar a la siguiente ventana: Indicamos el nmero de veces a replicar los elementos seleccionados (Number = 4) y la distanciaalacualsereplicarn(dz=2.8,haciaarriba)ypresionamoselbotnOk,la estructura se mostrar como sigue: EVALUACION SISMO ESTATICO EDIFICIO DE 5 PISOS JOSE LUIS EL PUMA2011 28 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN 10.PASO 10: DEFINIR SISTEMAS DE CARGAS Antesde aplicarle lascargasal modeloesnecesariodefinir lossistemasde cargas(por ejemploMuerta,Viva,Viento,Sismo,etc).EnestepasoNOseaplicanlascargas, solamente se definen cuales de ellas van a ser utilizados. Enesteproblemaenparticularsolamentesevanaaplicarlascargasenelsistemade cargamuerta. Paraesto,seleccioneDefinedelmenprincipalyluegolaopcinLoad Patterns. Esto lo llevar a la siguiente ventana: InicialmenteelprogramatieneporomisinuntipollamadoDEAD(MUERTA). Proceda a definir los dems estados de carga. DEAD, carga muerta LIVE, carga viva LIVE1, caga viva alternancia 01 LIVE2, carga viva alternancia 02 EVALUACION SISMO ESTATICO EDIFICIO DE 5 PISOS JOSE LUIS EL PUMA2011 29 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN 11.PASO 11: ASIGNAR LAS CARGAS A LA ESTRUCTURA Cargas a ser asignadas: DEAD ELEMENTOPESOANCHOTOTAL PESO DE LADRILLO DE LOSA80.0 Kg/m20.4 m32.0 Kg/m PESO DE TABIQUERIA100.0 Kg/m20.4 m40.0 Kg/m PESO DE ACABADOS100.0 Kg/m20.4 m40.0 Kg/m TOTAL DEAD 112.0 Kg/m 2, 3 4y 5 piso PESO DE LADRILLO DE LOSA80.0 Kg/m20.4 m32.0 Kg/m PESO DE ACABADOS100.0 Kg/m20.4 m40.0 Kg/m TOTAL DEAD 72.0 Kg/mAZOTEA MUROS PERIMETRALES PESO ESPECIFICOESPESORH 18000.152.6702.0 Kg/m PARAPETOS PESO ESPECIFICOESPESORH 18000.151270.0 Kg/m Se debe tener en cuenta que para la azotea tanto la carga muerta (DEAD) como la carga viva (LIVE) tienen valores diferentes con respecto a los otros niveles. ASIGNACIN DE CARGA MUERTA - DEAD Para asignar la carga muerta uniformemente distribuida,seleccione primero el elemento asercargado(lasviguetascorrespondientesalalosaaligeradadetodoslosniveles exceptolaazotea)yluegodelmenqueseabreconAssign,escojalaopcinFrame Loads/Distributedotambinpuedepresionareliconoubicadoeneltoolbar superior. Esto lo lleva a la siguiente pantalla: EVALUACION SISMO ESTATICO EDIFICIO DE 5 PISOS JOSE LUIS EL PUMA2011 30 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN PARA 2, 3, 4 y 5 PISOPARA AZOTEA EVALUACION SISMO ESTATICO EDIFICIO DE 5 PISOS JOSE LUIS EL PUMA2011 31 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN ASIGNACIN DE CARGA VIVA - LIVE Para asignar la carga viva uniformementedistribuida, seleccione primeroelelemento a sercargado(lasviguetascorrespondientesalalosaaligeradadetodoslosniveles correspondientes a vivienda) LIVE ELEMENTOPESOANCHOTOTAL SOBRECARGA S/C250.0 Kg/m20.4 m100.0 Kg/m TOTAL DEAD 100.0 Kg/m2, 3, 4 y 5 SOBRECARGA S/C100.0 Kg/m20.4 m40.0 Kg/m TOTAL DEAD 40.0 Kg/mAZOTEA SOBRECARGA S/C400.0 Kg/m20.4 m160.0 Kg/m TOTAL DEAD 160.0 Kg/mESCALERAS PARA 2, 3, 4 y 5 PISOPARA AZOTEA ASIGNACIN DE CARGA VIVA LIVE1 Seleccionelasviguetasdelospaosdelalosaenformaalternadayasigneunacarga vivaLIVE1=100Kg/mlpara2,3,4y5piso;yparalaazoteaunacargaviva LIVE1=40 Kg/ml EVALUACION SISMO ESTATICO EDIFICIO DE 5 PISOS JOSE LUIS EL PUMA2011 32 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN NIVEL 1 NIVEL 2 NIVEL 3 EVALUACION SISMO ESTATICO EDIFICIO DE 5 PISOS JOSE LUIS EL PUMA2011 33 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN NIVEL 4 AZOTEA EVALUACION SISMO ESTATICO EDIFICIO DE 5 PISOS JOSE LUIS EL PUMA2011 34 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN ASIGNACIN DE CARGA VIVA LIVE2 Seleccionelasviguetasdelospaosdelalosaenformaalternadayasigneunacarga vivaLIVE2=100Kg/mlpara2,3,4y5piso;yparalaazoteaunacargaviva LIVE1=40 Kg/ml NIVEL 1 EVALUACION SISMO ESTATICO EDIFICIO DE 5 PISOS JOSE LUIS EL PUMA2011 35 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN NIVEL 2 NIVEL 3 NIVEL 4 EVALUACION SISMO ESTATICO EDIFICIO DE 5 PISOS JOSE LUIS EL PUMA2011 36 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN AZOTEA