memoria de calculo estructural

HERBER FERNANDO CALLA ARANDA

INGENIERO CIVIL – C.I.P. 48620

SEGUNDA ESPECIALIDAD EN INGENIERIA SISMO RESISTENTE UNI-CISMID / 464823

"MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE EDUCACION PRIMARIA Y

SECUNDARIA EN LA IE. JOSE CARLOS MARIATEGUI.

Distrito de Torata, Mariscal Nieto-Moquegua.

Municipalidad Distrital de Torata.

MAYO 2012

Localización :

Solicita :

Fecha :

Proyecto :

Expediente Técnico / Sub Gerencia de Estudios MDT 1de/367




Vista panorámica del la IE. JCM torata_estado actual

El presente informe se muestra los procedimientos que se siguieron para analizar y

diseñar las estructuras del presente proyecto de concreto armado y albañilería

estructural.

Con los planos de arquitectura , se hizo el pre dimensionamiento estructural y se definió

la estructura consistente de un sistema dual de pórticos y muros de corte

de concreto armado.

Se desarrollaron modelos en 3D de los bloques tanto para cargas de gravedad

como de sismo.

Se efectuó el análisis sísmico y se obtuvieron los desplazamientos y fuerzas internas en los

elementos estructurales, a su ves se calcularon las distorsiones angulares, mas adelante en

el presente documento se detalla, cumpliendo así lo exigido por la norma E.030.

El sistema dual permitió que las placas absorban momentos de sismo en valores de

30 a 70 Ton-m haciendo que las columnas absorban momentos mínimos

El diseño estructural fue realizado por el método a la rotura, en la cual la resistencia

de diseño es mayor o igual a las solicitaciones amplificadas.

se comprobó que los criterios de pre dimnesionamiento empleados permitieron controlar

de manera satisfactoria las derivas y armar a su ves los elementos de manera sencilla

evitando al congestión de refuerzo.

RESUMEN

INDICE





CAPITULO I: GENERALIDADES

1.1 Descripción del Proyecto y Estudios Realizados

1.2 Normas Empleadas

1.3 Carga de Diseño

1.4 Materiales Empleados

CAPITULO II: ESTRUCTURACION

2.1 Generalidades

2.2 Criterios Estructurales empleados

CAPITULO III : PREDIMENSIONAMIENTO

3.1 Losas

3.2 Vigas Principales

3.3 Vigas Chatas

3.4 Columnas

3.5 Placas o Muros de Corte

3.6 Escalera

CAPITILO IV : ANALISIS SISMICO

4.1 Objetivos

4.2 Modelo Estructural

4.3 Parámetros Sísmicos

4.4 Análisis Estático

4.5 Análisis Dinámico

4.6 Fuerza Cortante mínima en la base

4.7 Control de Desplazamientos Laterales

4.8 Resultados del Análisis Sísmico

CAPITULO V : DISEÑO DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES

EN CONCRETO ARMADO

CAPITULO VI : DISEÑO DEL SISTEMA DE CIMENTACION

CAPITULO VII : DISEÑO DE ESTRUCTURAS MENORES

ANEXOS

CAPITULO IGENERALIDADES





1.1) DESCRIPCION DEL PROYECTO Y ESTUDIOS REALIZADOS

1. Estudio Geofísico de Resistividad

2. Estimación de Riesgos en la IE JCM

3. Ingeniería Geológica y Geotecnia de Torata

4. Mecánica de suelos de la Cimentación IE JCM / Nivel Primario

5. Mecánica de suelos de la Cimentación IE JCM / Nivel Secundario

NIVEL PRIMARIO

Bloque 1 => aulas/ deposito/ sótano/laboratorio de ciencias/robótica

Bloque 2 => SSHH./comedor/cocina/aulas comunes

Bloque 3 => aulas en el primer y 2do nivel

Bloque 4 => Departamento de educación física/biblioteca/tópico

material didáctico/ sala de profesores/administración

sub dirección

cubren un área por separado de : Área

a) Bloque 1 230 m2 /

Nivel

b) Bloque 2 241 m2 /

Nivel

c) Bloque 3 231 m2 /

Nivel

d) Bloque 4 217 m2 /

Nivel

NIVEL SECUNDARIO

Bloque 1 => aula de arte/salón de sosos múltiples /innovación /robótica

Bloque 2 => tópico

Bloque 3 => vestidores damas

cubren un área por separado de : Área

a) Bloque 1 219 m2 /

Nivel

b) Bloque 2 314 m2 /

Nivel

c) Bloque 3 93 m2 /

Nivel

1.2 ) NORMATIVA EMPLEADA

Los cálculos correspondientes para el análisis y diseño estructural del edificio

se realizaron de acuerdo a lo descrito en las siguientes normas de diseño.

El presente proyecto esta dividido por la denominación Nivel PRIMARIO y Nivel

SECUNDARIO, son estructuras simétricas en planta y a su ves estas presentan un

truncamiento del techo todas estas en concreto armado y albañilería , estos están

destinados para albergar población escolar, en el distrito de Torata, Provincia

Mariscal Nieto, departamento de Moquegua. devido a la categoría de estas

estructuras se elaboraron los siguientes estudios con la finalidad de plantear una

solución estructural adecuada.





a) Metrado de Cargas ……………………..Norma E.020 de Cargas

b) Análisis Sísmico………………………….Norma E.030 de Diseño Sismo Resistente

c) Diseño en Concreto Armado…………..Norma E.060 de Concreto Armado

d) Diseño de Cimentaciones ……………..Norma E.050 de Suelos y Cimentaciones

e) Diseño en Acero……………………… Norma E.090 de Acero

f) AASTHO LRFD 2003

1.3 ) CARGAS DE DISEÑO

Las estructuras y los elementos estructurales se diseñan para obtener en todas sus

secciones resistencia de diseño (ØRn), que se estipula en la Norma E.060

en todas las secciones de los elementos se debe de cumplir :

ØRn ≥ Ru

La Norma E.060 define las siguientes resistencias requeridas (Ru) para los diferentes

tipos de carga :

a ) U : 1.4 CM+1.7 CV

b) U : 1.25 ( CM+CV) ± CS

c ) U : 0.9 CM ± CS

d) U: 1.4CM+1.7CM+1.7CE

Donde : CM : carga muerta.

CV : carga viva.

CS : carga de sismo.

CE: empuje lateral del suelo

La Norma E.060 , señala que la resistencia de diseño(ØRn) proporcionada

por un elemento, en términos de flexión y carga axial ,cortante y torsión deberán

tomarse como la resistencia nominal multiplicada por los factores de reducción :

Flexión sin carga axial :……………………. 0.90

Carga axial y carga axial con flexión :……. 0.90

Corte y torsión :…………………………….. 0.85

Aplastamiento del concreto :………………. 0.70

Concreto simple :……………………………. 0.65

1.4 ) MATERIALES EMPLEADOS

Las propiedades mecánicas empleadas son :

a) Concreto :





Resistencia a la compresión : 210 kg/cm2

Peso Unitario de Concreto : 2400 kg/m3

Deformación máxima unitaria : 0.003

Modulo de elasticidad : kg/cm2

Modulo de pisón : 0.2

b) Acero de Refuerzo:

Esfuerzo a la fluencia : 4200 kg/cm2

Modulo de elasticidad kg/cm2

Deformación máxima antes de la fluencia:

c) Albañilería :

Unidad f'b : 145 Kg/cm2

Pilas f´m = 65 Kg/cm2

Muretes V´m= 8.1 Kg/cm2

d) Ladrillo : Solido de arcilla tipo V , Max 30% de perforaciones.

e) Mortero : 1 / 0.25 / 3.5 (cemento :cal :arena gruesa )

2.1 ) GENERALIDADES

Se estructuro bajo los siguientes principios :

0.0021

CAPITULO IIESTRUCTURACION

2.17E+06

2.00E+06





a) Guardar en lo posible SIMPLICIDAD Y SIMETRIA.

b) Dotar de rigidez de manera proporcional en ambas direcciones principales.

2.2 ) ESTRUCTURACION DE LOS BLOQUES.

En capitulo anterior se realizo una descripción resaltando de cada componente,

a su ves lo que se trabajo es colocar y dotar de rigidez en la direcciones principales

para controlar la flexibilidad de las estructuras y con ello se logra controlar los

desplazamientos máximos.

BLOQUE 1 - Nivel Primario

Aulas

Sótano


3.80 3.80 3.80 3.80 3.80 3.80

4.125

2.225

4.125

2.225

4.125

4.125

3.80 3.80 3.80 3.80 3.80 3.80

3.80 3.80 3.80

4.125

4.125

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

1 1

1 1

3 3

3 3

3.80 3.80 3.80

4.125

4.125







3.80 3.80 3.80 3.80 3.80 3.80

4.12

4.12

2.23

4.12

4.12

2.23

3.80 3.80 3.80 3.80 3.80 3.80

3.80 3.80 3.80 3.80 4.80 4.00

7.00

1.25

1.00

2.35

1.80

2.35

1.00

1.00

1.52

.60

1.20

.60

1.32

1.00





BLOQUE 1 - Nivel Secundario


3.80 3.80 3.80 3.80 4.80 4.00

7.00

1.25

1.00

2.35

1.80

2.35

1.00

1.00

1.52

.60

1.20

.60

1.32

1.00





bloque 2A

bloque 2B


3.1 ) LOSAS

a) Aligerados

Se sujeta a cambios en función al análisis sísmico, sabiendo que estas trabajan como

diafragmas rígidos ;el valor adoptado fue :

h losa : 0.20 m.

CAPITULO IIIDIMENSIONAMIENTO

0.45

5.10

2.02 3.08

4.30





b) Maciza

valor adoptado :

e losa : 0.125 m.

3.2 ) VIGAS PRINCIPALES

Para las vigas principales , la altura (h) y el ancho (bw) se pre dimensionan

considerando las siguientes expresiones :

h ≥ Ln/10 o Ln/12 0.3h < bw < 0.5h

3.4 ) COLUMNAS

Las columnas se dimensionan considerando ciertos criterios y recomendaciones

para zonas sísmicas, se debe de considerar el efecto axial generado por fuerzas

sísmicas.

Tomamos en cuenta la siguiente recomendación :

"las columnas deberán tener dimensiones del orden de 1500 cm2 a 2000 cm2

3.5 ) PLACAS O MUROS DE CORTE

Para el dimensionamiento de las placas el numeral 21.9.3.2 de la Norma E.060

Concreto Armado señala que el espesor mínimo para placas es de 15cm

valor adoptado :

e placas : 0.25 m.

La longitud de los muros de corte se van incrementando y disminuyendo

de acuerdo al análisis sísmicos propósito es de controlar la flexibilidad de la estructura

3.6 ) ESCALERA

En base al RNE la escalera fue dimensionada de la siguiente manera :

tenemos :

L : 3.0 m. garganta : 0.120 m.

p : 0.30 m.

cp : 0.16 m. Valor adoptado :

verificación :

0.62 OK! e escalera : 0.15 m.





4.1) OBJETIVOS

a) Estudio del comportamiento de la estructura ante la ocurrencia de un

evento sísmico.

b) Obtención de los esfuerzos que se producirán en los diferentes elementos

de la estructura.

4.2 ) MODELO ESTRUCTURAL.

El modelamiento se realizo con los siguientes programas :

SAP 2000 Advanced 14.2.4

CAPITULO IVANALISIS SISMICO





Programa de Análisis Estructural.

ETABS Nonlinear Versión 9.7.4

Análisis Tridimensional Extendido a Sistemas de Edificios.

SAFE Post Tensioning Versión 12.3.1

Análisis de Losas por el Método de Elementos Finitos

usándose para el modelamiento elementos FRAME para las vigas columnas y elementos

SHELL para los muros ; en las figuras siguientes se puede ver los modelos en 3D.

4.3 ) PARAMETROS SISMICOS

4.3.1 PARAMETROS DE SITIO

a) Factor de Zona (Z) => Z: 0.4

b) Factor de condiciones Geotécnicas => s : 1.2 Tp : 0.6

c) Factor de Amplificación Sísmica h : 8.75 m. => T : 0.194

C T : 45

C = 2.5(Tp/ T) ; C ≤ 2.5 : => 7.71

Cxx = Cyy = 2.5

4.3.2 PARAMETROS ESTRUCTURALES

a) Factor de Uso (U) => U: 1.5

b) Configuración Estructural => ESTRUCTURA IRREGULAR

R : Ri*3/4

c) Coeficiente de Reducción Sísmica =>

depende del sistema estructural empleado.

Nivel Primario

BLOQUE 1 BLOQUE 2 BLOQUE 3 BLOQUE 4

Rx: 7 Rx: 7 Rx: 7 Rx: 7

Ry: 6 Ry: 6 Ry: 6 Ry: 6





Nivel Secundario

BLOQUE 1 BLOQUE 2 BLOQUE 3

Rx: 7 Rx: 7 Rx: 7

Ry: 6 Ry: 6 Ry: 6

4.3.3 PESO DE LA EDIFICACION

Cargas UNITARIAS :

Concreto armado : 2.4 Tn/m3

S/C de Techo : 0.1 Tn/m2

S/C Aulas : 0.3 Tn/m2

S/C Escaleras y Corredores : 0.4 Tn/m2

Muros de Albañilería Tarrajeada : 0.0019 tn/m2.cmx15 = 0.285 Tn/m2

Alfeizer y Parapetos Tarrajeados : 0.014tn/m2.cmx15 = 0.210 Tn/m2

El programa SAP2000 y el ETABS incluye el peso automáticamente.

previamente es definido de manera manual.

4.4 ) ANALISIS ESTATICO

L a fuerza cortante en la base (V) correspondiente a cada dirección según la norma E.030

se define como:

V= ZUCS x P /R

PARAMETROS SISMICOS dirección XX Cxx :

Bloques 1,2,3,4- NIVEL PRIMARIO/ 1,2,3 Nivel Secundario

0.3429





PARAMETROS SISMICOS dirección YY Cyy :

nota.

estos parámetros son asignados en un patrón de cargas tanto en el SAP2000 y ETABS

de forma manual.

además el programa calcula el basal estático

considerando el 100% de peso de CM y CV.

entonces posterior al reporte de resultaos se hará

una corrección de los valores encontrados.

4.5 ) ANALISIS DINAMICO

El análisis sísmico se realizara por combinación espectral, la estructura está sujeta a un

movimiento prescrito en su base, es decir a un acelero grama dado, sus masas sufren

desplazamientos que dependen del tiempo y de la aceleración basal. El concepto fundamental

es que en un instante dado, los desplazamientos de las masas de un sistema de varios

grados de libertad puedan expresarse como la suma de los desplazamientos debidos

a la participación de cada uno de los modos naturales.

Para fines de diseño los reglamentos prescriben espectros suavizados en los que se ensanchan

los picos y se eliminan los valles gracias a la influencia del amortiguamiento que hace menos

bruscas las variaciones de los espectros.

se utilizo para cada dirección de análisis un espectro de pseudo-aceleraciones ,

definido por :

0.4000





Sa =Z.U.C.S x g /R

(dirección XX)

Tp : 0.6 S : 1.2 Rx Z : 0.4 U : 1.5

5.25

Ti : 0.1 ∆t : 0.1 Tf : 6

(dirección YY)

Tp : 0.6 S : 1.2 Ry Z : 0.4 U : 1.5

4.5

Ti : 0.1 ∆t : 0.1 Tf : 6

Bloques 1,2,3,4- NIVEL PRIMARIO/ 1,2,3 Nivel Secundario





4.5.1 Origen de las Masas para el Análisis

SAP2000 ETABS

BLOQUE 1-Nivel PRIMARIO





Descripción

estructura de 2 niveles de concreto armado , mas sótano (conformado por muros)

en la dirección (xx) se considera sistema tipo DUAL combinación de pórticos

y placas , en la dirección (y) conformado por muros estructurarles de concreto y albañilería

estructural. A su ves cuenta con losa maciza de 17.5 cm y losa aligerada en el segundo

nivel de h:20 cm y para la losa del techo tipo tímpano losa de e: 12.5 cm los cuales

conforman el diafragma rígido de la estructura modelada.

las vigas principales son de 30x65 las secundarias de 25x40 .

la vigas de borde es del orden de 20x40 cm.

el espesor de placas y muros de sótano es de 25 cm

el análisis se elaboro también considerando la presión del suelo sobre los muros de sótano

estos se modelaron en el SAP2000.

BLOQUE 2- Nivel PRIMARIO





Descripción

Estructura de 2 niveles en concreto armado y albañilería estructural

en la dirección (XX)el sistema esa defino por pórticos y placas el cual recibe la denominación

del tipo DUAL.

para la dirección (YY) esta conformada por muros el cual se le denomina Muros Estructurales.

la losa del primer nivel es del h:20cm unidireccional y el techo del segundo nivel es también

de tipo tímpano conformado por vigas y losa de maciza de e: 12.5cm los cuales

conforman en diafragma a rígido de la estructura.

las vigas principales están en el orden de 30x65 las vigas secundarias de 30x20

25x40 , 30x40 y vigas e borde de 25x60 , 20x40. cm.

las palcas son de espesor de 25cm.

el modelo se trabajo en el programa ETABS.






Descripción

Estructura de 2 niveles conformada por pórticos placas y muros de concreto armado y

albañilería estructural

el techo del segundo nivel es de aligerado unidireccional de h: 20cm conformando el

diafragma rígido y el segundo nivel corresponde a techo también conocido como

mojinete con truncamiento en la parte superior acompañado de una losa maciza de

e: 12.5 cm .

las vigas principales son de 30x60 y las vigas secundarias son de 25x30 /25x40/30x40

y también cuenta con vigas de borde de 25x60 y 20x40.

el modelo se trabajo en Etabs.






Descripción

Estructura de 2 niveles en concreto armado y albañilería estructural la particularidad de este

bloque es que presenta una discontinuidad en planta y en al conformación del techo

para lo cual se considero necesario colocar una placa de 25 x370 cm.

para poder controlar esfuerzos en la formación de la discontinuidad que presenta.

cuenta también como se observa una losa aligerada de h:20cm y para el segundo nivel

un techo tipo tímpano conformado pro vigas y losa maciza de e:12.5cm

las vigas principales son de 30x60 y las vigas secundarias son de 25x30 /25x40/30x40

y también cuenta con vigas de borde de 25x60 y 20x40.

el modelo se simplifico y trabajo en el programa ETABS.

BLOQUE 1- Nivel secundario





Descripción

Estructura que esta conformada por pórticos combinados con placas y muros estructurales

de concreto armado y albañilería estructural.

cuanta con una losa aligerada unidireccional de h: 25cm y en el segundo nivel se tiene

un techo tipo tímpano conformado por vigas y losa maciza de e:12.5cm

vigas principales de 30x65 y secundarias del orden de 25x40/30x40

vigas de borde de 20x40 y vigas de amarre de 30x20cm. Respectivamente.

el desarrollo del calculo se elaboro en el ETABS.

BLOQUE 2A- Nivel secundario





Descripción

Estructura que cuenta con muros perimetrales para controlar la presión de relleno

además esta conformada de pórticos y placas de concreto armado y a su ves interviene

la albañilería como muros portantes y también en la conformación de la tabiquería.

cuenta con una losa aligerada unidireccional de h:20cm conformando así el diafragma rígido

y en segundo nivel se cuenta con un techo tipo tímpano conformado por vigas y losa maciza

de h: 12.5cm , también se modelo la presión de relleno sobre los muros en el SAP2000



BLOQUE 2B- Nivel secundario





Descripción

Estructura de 2 niveles conformada en el primer nivel por muros de contención en el perímetro

posterior y en las dirección X conformado por una combinación de placas.

e la dirección mas corta conformada por muros estructurales y placas de concreto armado.

cuenta también con una losa aligerada de h:20cm unidireccional y en el segundo nivel

esta formado pro un techo de tipo tímpano compuesto por vigas y losa maciza de e:12.5 cm.



el presente se desarrollo en el ETABS y se considero al presión de relleno equivalente.

4.6 ) FUERZA CORTANTE MINIMA EN LA BASE

WT = 100%CM +50%CV

Bloque 1 Nivel PRIMARIO

1. Peso de la Estructura : Ton.

2. Análisis estático :

VX estático : Ton.

VY estático : Ton.

3. Análisis Dinámico

VX DINAMICO : Ton.

VY DINAMICO : Ton.

Nota.

Al presentar una irregularidad en el techo del 2 nivel y el sótano , consideraremos para el

diseño valores de esfuerzo obtenidos del análisis dinámico escalados al 90% de los

resultados del análisis estático, por tanto crecerá nuestro acelero grama.

628.552

215.531

251.421

124.939

141.416





así obtenemos un espectro suavizado de diseño.

dirección X

dirección Y

V dinámico

124.939

141.416

f

1.5526

1.6001

Dirección

X

Y

0.9Vestatico

193.97745

226.27872





4.7 ) CONTROL DE DEZPLAZAMIENTOS LATERALES

Bloque 1 Nivel PRIMARIO

hi ∆X cm chek

210 2.859 ok !

320 2.829 ok !

320 1.316 ok !

0 0.00 ok !

hi ∆Y cm chek

210 2.017 ok !

320 1.753 ok !

320 0.812 ok !

2 do nivel sismo x

Mojinete sismo y

Story Load ∆X relativo ∆Xrela/hi

Mojinete sismo x 0.029 0.0001

0.00471.513

1 er nivel 1.316 0.0041

Base 0.000 0.000

Story ∆Y relativo ∆Yrela/hiLoad

sismo x

sismo x

0.264 0.0013

2 do nivel sismo y 0.941 0.0029

1 er nivel sismo y 0.812 0.0025





0 0.00 ok !

Como se puede observas los resultados encontrados de deriva de entrepiso

es inferior al limite superior de < 0.005

POR LO QUE SE CONCLUYE DICIENDO QUE LA ESTRUCTURA POSEE

DESPLAZAMIENTOS LATERALES DENTRO DE LOS VALORES EXIGIDOS POR LA NORMA E.030

Y SE ESPERA COMPORTAMIENTOS SATISFACTORIOS ANTE EVENTOS SISMICOS.

0 0 Δy/hi

Δx/hi 3.519

1.274 0.0031 1.397

Escalera 01 0.256 0.0007 0

D I S P L A C E M E N T S A N D D R I F T S

NIVEL

2DO

1ER

ETABS v9.7.2 File:Escalera 01 Units:Ton-cm noviembre 16, 2011


NIVEL 2

2DO 1

1ER 0


grafico,01

0.256

DESP-X DESP-Y Deflexión-X Deflexión-Y

ok!0.0007

Deflexión-Y

0.001

0.000

0.262

0.110

DESP-X DESP-Y

Di/hi<0.0070

Di/hi<0.0070

ok!1.274

Deflexión-X

0.0031

0.360 1.397 0.0010 0.0040 ok!

0.769 3.519 0.0012 0.0066 ok!

Base sismo y 0.000 0.000

0

1

2

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0

Alt

ura

del

ed

ific

io

DESPLAZAMIENTO (cm)

DESP-X

DESP-Y

2





Δx/hi

2.051 0.0032

0.437 0.0013

0 0

grafico,02

Δy/hi

Escalera 02 4.562 0.0068

1.176 0.0034

D I S P L A C E M E N T S A N D D R I F T S 0 0

NIVEL 2

2DO 1

1ER 0



NIVEL 2

2DO 1

1ER 0


grafico,03

2.051 1.026 0.0032 0.001 ok!

DESP-X DESP-Y Deflexión-X Deflexión-Y Di/hi<0.0070


0.437 0.327 0.0013 0.001 ok!

0.255 1.176 0.0007 0.0034 ok!

0.812 4.562 0.0011 0.0068 ok!

0

1

2

-0.0010.0010.0030.0050.0070.0090.0110.0130.0150.0170.0190.0210.0230.0250.0270.0290.0310.0330.0350.0370.0390.0410.0430.0450.0470.0490.0510.0530.0550.0570.0590.0610.0630.0650.0670.0690.0710.0730.0750.0770.0790.0810.0830.0850.0870.0890.0910.0930.0950.0970.0990.1010.1030.1050.1070.1090.1110.1130.1150.1170.1190.1210.1230.1250.1270.1290.1310.1330.1350.1370.1390.1410.1430.1450.1470.1490.1510.1530.1550.1570.1590.1610.1630.1650.1670.1690.1710.1730.1750.1770.1790.1810.1830.1850.1870.1890.1910.1930.1950.1970.1990.2010.2030.2050.2070.2090.2110.2130.2150.2170.2190.2210.2230.2250.2270.2290.2310.2330.2350.2370.2390.2410.2430.2450.2470.2490.2510.2530.2550.2570.2590.2610.2630.2650.2670.2690.2710.2730.2750.2770.2790.2810.2830.2850.2870.2890.2910.2930.2950.2970.2990.3010.3030.3050.3070.3090.3110.3130.3150.3170.3190.3210.3230.3250.3270.3290.3310.3330.3350.3370.3390.3410.3430.3450.3470.3490.3510.3530.3550.3570.3590.3610.3630.3650.3670.3690.3710.3730.3750.3770.3790.3810.3830.3850.3870.3890.3910.3930.3950.3970.3990.4010.4030.4050.4070.4090.4110.4130.4150.4170.4190.4210.4230.4250.4270.4290.4310.4330.4350.4370.4390.4410.4430.4450.4470.4490.4510.4530.4550.4570.4590.4610.4630.4650.4670.4690.4710.4730.4750.4770.4790.4810.4830.4850.4870.4890.4910.4930.4950.4970.4990.5010.5030.5050.5070.5090.5110.5130.5150.5170.5190.5210.5230.5250.5270.5290.5310.5330.5350.5370.5390.5410.5430.5450.5470.5490.5510.5530.5550.5570.5590.5610.5630.5650.5670.5690.5710.5730.5750.5770.5790.5810.5830.5850.5870.5890.5910.5930.5950.5970.5990.6010.6030.6050.6070.6090.6110.6130.6150.6170.6190.6210.6230.6250.6270.6290.6310.6330.6350.6370.6390.6410.6430.6450.6470.6490.6510.6530.6550.6570.6590.6610.6630.6650.6670.6690.6710.6730.6750.6770.6790.6810.6830.6850.6870.6890.6910.6930.6950.6970.6990.7010.7030.7050.7070.7090.7110.7130.7150.7170.7190.7210.7230.7250.7270.7290.7310.7330.7350.7370.7390.7410.7430.7450.7470.7490.7510.7530.7550.7570.7590.7610.7630.7650.7670.7690.7710.7730.7750.7770.7790.7810.7830.7850.7870.7890.7910.7930.7950.7970.7990.8010.8030.8050.8070.8090.8110.8130.8150.8170.8190.8210.8230.8250.8270.8290.8310.8330.8350.8370.8390.8410.8430.8450.8470.8490.8510.8530.8550.8570.8590.8610.8630.8650.8670.8690.8710.8730.8750.8770.8790.8810.8830.8850.8870.8890.8910.8930.8950.8970.8990.9010.9030.9050.9070.9090.9110.9130.9150.9170.9190.9210.9230.9250.9270.9290.9310.9330.9350.9370.9390.9410.9430.9450.9470.9490.9510.9530.9550.9570.9590.9610.9630.9650.9670.9690.9710.9730.9750.9770.9790.9810.9830.9850.9870.9890.9910.9930.9950.9970.999

AL

TU

RA

DE

L E

DIF

ICIO

DERIVA DE ENTREPISO

Δx/hi

Δy/hi

0

1

2

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0

Alt

ura

del

ed

ific

io

DESPLAZAMIENTO (cm)

DESP-X

DESP-Y

2

AL

TU

RA

DE

L E

DIF

ICIO





grafico,04 Δx/hi

4.023 0.0061

2.034 0.0063

0 0

BLOQUE 01


NIVEL Δy/hi

2DO 1.407 0.0021

1ER 0.717 0.0022

ETABS v9.7.2 File:BLOQUE 01 Units:Ton-cm noviembre 16, 2011 0 0


NIVEL 2

2DO 1

1ER 0

ETABS v9.7.2 File:BLOQUE 01 Units:Ton-cm noviembre 16, 2011

grafico,05

4.023 0.131 0.0061 0.000 ok!



2.034 0.078 0.0063 0.000 ok!

0.017 0.717 0.0001 0.0022 ok!

0.027 1.407 0.0000 0.0021 ok!

0

1

-0.001 0.000 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007

AL

TU

RA

DE

L E

DIF

ICIO

DERIVA DE ENTREPISO

Δx/hi

Δy/hi

0

1

2

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0

Alt

ura

del

ed

ific

io

DESPLAZAMIENTO (cm)

DESP-X

DESP-Y

2

AL

TU

RA

DE

L E

DIF

ICIO





Δx/hi

3.135 0.0056

grafico,06 1.189 0.0038

0 0

BLOQUE 02

Δy/hi

D I S P L A C E M E N T S A N D D R I F T S 4.092 0.0067

NIVEL 1.749 0.0056

2DO 0 0

1ER 0



NIVEL 2

2DO 1

1ER 0


grafico,07

0.0038 0.001 ok!

3.135 0.362 0.0056 0.001 ok!


0.0002 0.0056 ok!

0.149 4.092 0.0002 0.0067 ok!

DESP-X DESP-Y Deflexion-X Deflexion-Y Di/hi<0.0070

0.065 1.749

1.189 0.156

0

1

-0.001 0.000 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007

AL

TU

RA

DE

L E

DIF

ICIO

DERIVA DE ENTREPISO

Δx/hi

Δy/hi

0

1

2

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0

Alt

ura

del

ed

ific

io

DESPLAZAMIENTO (cm)

DESP-X

DESP-Y

2

AL

TU

RA

DE

L E

DIF

ICIO





grafico,08

4.4.3 ) EXCENTRICIDAD ESTATICA

Escalera 01

MassX MassY XCM YCM XCR YCR ex (m) ey (m)

1 1 6 2 6 2 0.53 0.02

4 4 6 2 7 2 0.43 0.19

Escalera 02


3 3 5 2 6 3 0.81 0.31

4 4 5 2 6 3 1.08 0.27

Bloque 01


8 8 12 3 11 4 0.25 0.78

5 5 12 3 11 4 0.32 1.01

Bloque 02


22 22 5 12 4 13 0.29 1.05

4 4 4 12 4 13 0.14 0.84

4.4.4 ) JUNTA DE SEPARACION SISMICA

Se calculo según el numeral 15.2 E.030 .

S = 3+0.004(H-500) en cm. si H : 875 cm. reemplazando :

S : 4.5 cm s : 5 cm (valor adoptado)

asu ves el edificio se deberá de retirar de los limites de propiedad

Story Diaphragm

1ER PISO D1

2DO PISO D2

Story Diaphragm

1ER PISO D1

2DO PISO D2

1ER PISO D1

2DO PISO D2

Story Diaphragm

1ER PISO

2DO PISO

Diaphragm

D1

D2

Story

0

1

-0.001 0.000 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007

AL

TU

RA

DE

L E

DIF

ICIO

DERIVA DE ENTREPISO

Δx/hi

Δy/hi





una distancia no menor a :

D min : S /2 = 5 cm

4.8 ) RESULTADOS DEL ANALISIS SISMICO

A continuación se muestra gráficamente los resultados encontrados.

a) Desplazamiento debido a sismo en dirección de eje XX

b ) Desplazamiento debido a sismo en dirección de eje YY

ESCALERA 01





C) Diagrama de Momentos Flectores (Envolvente )

d) Diagrama de Fuerzas Cortantes (Envolvente )





e) Aceros longitudinales en vigas

Primer piso

Segundo piso






b) Desplazamiento debido a sismo en dirección de eje YY

ESCALERA 02






primer piso

segundo piso







BLOQUE 01





Primer piso

Segundo piso


BLOQUE 02







Primer piso





Segundo piso





5.1 ) Diseño de losas.

a) CAJA DE ESCALERAS

1 ) DESCANSO DE LA ESCALERA (e = 15cm) ø As

ø 3/8" 0.71

Diseño por Flexión ø 1/2" 1.27

ø 5/8" 1.97

Mu: 1.0699 Tn-m ø 3/4" 2.81

106990 ø 1" 5.07

CAPITULO VDISEÑO DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES





b 100 cm

d 12 cm

φ 0.9

fć : 210 kg/cm2

fy : 4200 kg/cm2

k : 214200

As : 2.4 cm2 /m

Dirección longitudinal

Tendrá As 0.29 1 0.71 @ 29.35 cm Calculado

@ 30.00 cm Adoptado

Diseño por Flexión

Mu: 1.6021 Tn-m

160210

b 100 cm

d 12 cm

φ 0.9

fć : 210 kg/cm2

fy : 4200 kg/cm2

k : 214200

As : 3.7 cm2 /m

Dirección Transversal


@ 30.00 cm Adoptado

2) LOSA DE TECHO MOJINETE DE CAJA DE ESCALERAS (e:15cm)


Mu: 0.3563 Tn-m

35630

b 100 cm

d 14 cm

φ 0.9

fć : 210 kg/cm2

fy : 4200 kg/cm2

k : 249900

As : 0.7 cm2 /m





As min : 2.5 cm2 /m

Dirección longitudinal


@ 30.00 cm Adoptado


Mu: 0.3343 Tn-m

33430

b 100 cm

d 14 cm

φ 0.9

f´c : 210 kg/cm2

fy : 4200 kg/cm2

k : 249900

As : 0.6 cm2 /m

As min : 2.5 cm2 /m

Dirección Transversal


@ 30.00 cm Adoptado

5.2 ) DISEÑO DE LA CIMENTACION

Se tomo las siguientes consideraciones de acuerdo al EMS elaborado.

De : 1.80 m.

Esfuerzo Admisible : 1.4 kg/cm2

CAPITULO VIDISEÑO DEL SISTEMA DE CIMENTACION





Winkler : 2.92 kg/cm3

zapata : 0.5 m.

f'c : 210 kg/cm2

fy : 4200 kg/cm2

se tendría .

Esfuerzos generados sobre el suelo de fundación ,

deberá de ser inferior a la capacidad de esfuerzo admisible.

ok !

colocación del refuerzo en zapatas.





Dirección Transversal y Longitudinal.

Tendrá As 2 1.27 @ 20.00 cm Calculado

con el acero antes colocado se cubre totalmente la demanda de refuerzo requerida.

nota:

Para los demás componentes se procedió a diseñar los elementos de la misma

manera como se aprecia en el capitulo V

CAPITULO VII





CAPITULO VIIDISEÑO DE ESTRUCTURAS MENORES


TABLE: Base Reactions

OutputCase CaseType StepType GlobalFX GlobalFY GlobalFZ

Text Text Text Tonf Tonf Tonf

SISMO X LinRespSpec Max 124.9388 0.6399 5.9298

SISMO Y LinRespSpec Max 0.6519 141.4156 6.9777

Estatico XX LinStatic -215.5305 5.885E-11 -1.885E-12

Estatico YY LinStatic 4.036E-11 -251.4208 2.911E-11

1.CM Combination -9.497E-12 -2.445E-11 554.0785

2. CV Combination -1.237E-12 -2.468E-11 148.9472

Peso de la EstructuraCombination -1.012E-11 -3.679E-11 628.552

Cara Interior de Pantalla

Tendra As #REF! 1 0

5

GlobalMX GlobalMY GlobalMZ

Tonf-cm Tonf-cm Tonf-cm

3908.809 102921.814 68688.157

116548.011 7917.509 169687.412

-5.549E-08 -158964.949 128697.853

185435.927 1.266E-09 -288416.008

330649.567 -561917.423 -2.326E-09

87496.17 -158857.876 -1.475E-08

374397.652 -641346.361 -9.701E-09

ø

ø 3/8"

@ #REF! cm Calculado ø 1/2"

@ 15.00 cm Adoptado ø 5/8"

ø 3/4"

ø 1"

As

0.71

1.29

1.97

2.81

5.07

Story Load Loc P VX VY

TECHO SISMOX Top 0 3.17 0.17

TECHO SISMOX Bottom 0 9.25 0.49

TECHO SISMOY Top 0 0.15 2.35

TECHO SISMOY Bottom 0 0.43 6.87

2DO PISO SISMOX Top 0 17.37 0.97

2DO PISO SISMOX Bottom 0 17.37 0.97

2DO PISO SISMOY Top 0 0.81 13.49

2DO PISO SISMOY Bottom 0 0.81 13.49

1ER PISO SISMOX Top 0 21.59 1.2

1ER PISO SISMOX Bottom 0 22.32 1.3

1ER PISO SISMOY Top 0 1.15 17.6

1ER PISO SISMOY Bottom 0 1.3 17.94

NIVEL

DESP-X DESP-Y Deflexion-X

TECHO 0 0 0 0

2DO PISO 1.274226 0.261983 0.003086

1ER PISO 0.256145 0.11001 0.000732

NIVEL


TECHO 0 0 0 0

2DO PISO 0.768794 3.519293 0.00124

1ER PISO 0.360489 1.396788 0.00103

Story Diaphragm MassX MassY XCM YCM

2DO PISO D2 1.3353 1.3353 5.972 2.3

1ER PISO D1 3.6035 3.6035 6.227 2.308

T MX MY

8.079 0 0

23.474 0.707 13.416

14.295 0 0

42.028 9.952 0.626

44.498 0.707 13.416

44.498 3.908 70.741

71.495 9.952 0.626

71.495 54.395 3.307

56.682 3.908 70.741

59.984 8.318 148.024

87.132 54.395 3.307

91.106 116.548 7.589

Deflexion-Y

0.000536

0.000314

Deflexion-Y

0.006586

0.003991

CumMassX CumMassY XCCM YCCM XCR YCR

1.3353 1.3353 5.972 2.3 6.498 2.32

3.6035 3.6035 6.227 2.308 6.655 2.12



TECHO SISMOX Bottom 0 7.83 1.53











NIVEL


TECHO 0 0 0 0

2DO PISO 2.050534 1.026231 0.003229

1ER PISO 0.437412 0.327296 0.00125

NIVEL


TECHO 0 0 0 0

2DO PISO 0.811568 4.562186 0.001115

1ER PISO 0.254642 1.175666 0.000728


2DO PISO D2 3.2275 3.2275 5.16 2.305

1ER PISO D1 4.0647 4.0647 5.109 2.309

T MX MY

8.955 0 0

27.952 2.207 11.424

10.271 0 0

30.339 7.135 1.111

78.393 2.207 11.424

89.479 17.69 123.343

73.642 7.135 1.111

83.763 78.839 12.044

104.214 17.69 123.343

107.285 30.759 222.893

92.456 78.839 12.044

95.392 140.445 21.9

Deflexion-Y

0.001413

0.000935

Deflexion-Y

0.006793

0.003359


3.2275 3.2275 5.16 2.305 5.969 2.613

4.0647 4.0647 5.109 2.309 6.188 2.583














NIVEL


3ER PISO 0 0 0

2DO PISO 4.022971 0.130997 0.006057

1ER PISO 2.033579 0.077787 0.006257

NIVEL


3ER PISO 0 0 0

2DO PISO 0.027152 1.407219 0.000033

1ER PISO 0.016535 0.716582 0.000051


1ER PISO D1 8.0262 8.0262 11.685 3.207

2DO PISO D2 4.6886 4.6886 11.774 2.931

T MX MY

96.729 0 0

219.442 0.177 87.312

348.1 0 0

780.762 107.539 0.552

293.417 0.177 87.312

329.693 0.833 411.22

1303.257 107.539 0.552

1413.249 478.811 1.425

516.263 0.833 411.22

525.022 1.714 930.12

2222.551 478.811 1.425

2256.282 1078.146 2.433

Deflexion-Y

0

0.000166

0.000239

Deflexion-Y

0

0.002093

0.002205


8.0262 8.0262 11.685 3.207 11.431 3.989

4.6886 4.6886 11.774 2.931 11.45 3.937



TECHO Bottom 0 58.39 1.27











NIVEL


TECHO 0 0 0 0

2DO PISO 3.134592 0.362129 0.005579

1ER PISO 1.188793 0.156302 0.003835

NIVEL


TECHO 0 0 0 0

2DO PISO 0.14942 4.091968 0.000241

1ER PISO 0.065381 1.749187 0.000211


1ER PISO D1 21.5886 21.5886 4.548 11.898

2DO PISO D2 4.2197 4.2197 4.475 12.24

T MX MY

257.062 0 0

628.878 1.756 82.286

102.153 0 0

257.532 82.034 2.273

871.067 1.756 82.286

918.487 8.503 365.939

390.063 82.034 2.273

414.177 382.704 10.334

1313.466 8.503 365.939

1326.016 18.277 710.641

627.476 382.704 10.334

633.357 769.396 20.244

Deflexion-Y

0.00059

0.000504

Deflexion-Y

0.00673

0.005643


21.5886 21.5886 4.548 11.898 4.255 12.943

4.2197 4.2197 4.475 12.24 4.34 13.083



SEGUNDA ESPECIALIDAD EN INGENIERIA SISMO RESISTENTE UNI-CISMID

Proyecto : "MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE EDUCACION PRIMARIA Y

SECUNDARIA EN LA IE. JOSE CARLOS MARIATEGUI.

Localizacion : Distrito de Torata, Mariscal Nieto-Moquegua.

Solicita : Municipalidad Distrital de Torata.

Fecha : 6/2/2014

NIVEL PRIMARIO IE. JCM

NIVEL SECUNDARIO IE. JCM

Teléfono Nº 464823

329de/367




1.1) DESCRIPCION DEL PROYECTO Y ESTUDIOS REALIZADOS

1. Estudio Geofisico de Resistividad

2. Estimacion de Riesgos en la IE JCM

3. Ingenieria Geologica y Geotecnia de Torata

4. Mecanica de suelos de la Cimentacion IE JCM / Nivel Primario

5. Mecanica de suelos de la Cimentacion IE JCM / Nivel Secundario

CAPITULO IGENERALIDADES

El presente proyecto esta dividido por la denominacion Nivel PRIMARIO y Nivel

SECUNDARIO, son estructuras simetricas en planta y a su ves estas presentan un

truncamiento del techo todas estas en concreto armado y albañileria , estos estan

destinados para albergar poblacion escolarar, en el distrito de Torata, Provincia

Mariscal Nieto, departamento de Moquegua.devido a la categoria de estas

estructuras se elaboraron los siguientes estudios con la finalidad de plantear una

solucion estructural adecuada.


330de/367




1.2 ) NORMATIVA EMPLEADA

Los calculos correspondientes para el analisis y diseño estructural del edificio

se realizaron de acuerdo a lo descrito en las siguientes normas de diseño.

a) Metrado de Cargas ……………………..Norma E.020 de Cargas

b) Analsis Sismico………………………….Norma E.030 de Diseño Sismo Resistente

c) Diseño en Concreto Armado…………..Norma E.060 de Concreto Armado

d) Diseño de Cimentaciones ……………..Norma E.050 de Suelos y Cimnetaciones

e) Diseño en Acero……………………… Norma E.090 de Acero

f) AASTHO LRFD 2003

1.3 ) CARGAS DE DISEÑO

Las estructuras y los elementos estructurales se diseñan para obtener en todas sus

secciones resistencia de diseño (ØRn), que se estipula en la Norma E.060

en todas las secciones de los elemetos se debe de cumplr :

ØRn ≥ Ru

La Norma E.060 define las siguientes resistencias requeridas (Ru) para los diferentes

tipos de carga :

a ) U : 1.4 CM+1.7 CV

b) U : 1.25 ( CM+CV) ± CS

c ) U : 0.9 CM ± CS

d) U: 1.4CM+1.7CM+1.7CE

Donde : CM : carga muerta.

CV : carga viva.

CS : carga de sismo.

CE: empuje lateral del suelo

La Norma E.060 , señala que la resistencia de diseño(ØRn) proporcionada

por un elemento, en terminos de flexion y carga axial ,cortante y torsion deberan

tomarse como la resisitencia nominal multiplicada por los factores de reduccion :

Flexion sin carga axial :……………………. 0.90

Carga axial y carga axial con flexion :……. 0.90

Corte y torsion :…………………………….. 0.85

Aplastamiento del concreto :………………. 0.70

Concreto simple :……………………………. 0.65


331de/367




1.4 ) MATERIALES EMPLEADOS

Las propiedades mecanicas empleadas son :

a) Concreto :

Resistencia a la compresion : 210 kg/cm2

Peso Unitario de Concreto : 2400 kg/m3

Deformacion maxima unitaria : 0.003

Modulo de elasticidad : kg/cm2

Modulo de poisson : 0.2

b) Acero de Refuerzo:

Esfuerzo a la fluencia : 4200 kg/cm2

Modulo de elasticidad kg/cm2

c) Albañilería :

Unidad f'v : 145 Kg/cm2

Pilas f´m = 65 Kg/cm2

Muretes V´m= 8.1 Kg/cm2

d) Ladrillo : Solido de arcilla tipo V , Max 30% de perforaciones.

e) Mortero : 1 / 0.25 / 3.5 (cemento :cal :arena gruesa )

2.17E+06

2.00E+06


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2.1 ) GENERALIDADES

Se estructuro bajo los siguientes principios :

a) Guargar en lo posible SIMPLICIDAD Y SIMETRIA.

b) Dotar de rigidez de manera proporcional en ambas direcciones principales.

2.2 ) CRITERIOS GENERALES ADOPTADOS

Respecto al presente los criterios adoptados para estructurar los elementos

se realizo respetando el diseño arquitectonicoy a su ves se ha elegido una

configuracion en planta simetrica para asi poder realizar un analsisis sismico

simplificado para acercarnos aun mas con nuestros modelos al comportamiento

real de las estructuras.

En cuanto al BLOQUE 1.

(bloque importante del presente proyecto)

conformada por una planta de 23mX11m

la relacion a/b = 23/11 = 2.09 es recomendable que dicha relacion sea < 2

por tanto se tendra que colocar placas en la direccion corta.

y para la direccion larga se colocara porticos combinados con muros de corte

y estos elementos seran de cocreto 210 kg/cm2

cuenta con un zotano que se conformara por muros de contencion en todo

su perimetro y el techo de loza maciza el lo cual proporciona un diafraga rigido

generando un empotramiento perfecto para las demas columnas y muros de

corte.

respecto a los techos estara conformado por un aligerado de h=0.2m. Para el

primer nivel y el techo del segundo nivel es del tipo timpano o tambien conocido

como techo de mojinete truncado el cual es de loza maciza de e=0.125 m.

CAPITULO IIESTRUCTURACION

V-1

03

VA

-2

C-3C-1

P-1P-2

C-3C-1C-2

C-7C-7C-7C-7C-7

T-1T-1 T-1 T-1 T-1 T-1 T-1 T-1 T-1 T-1 T-1

VA

-1V

A-1

V-1

01

V-1

01

V-1

02

V-1

02

VA

T-1 T-1 T-1 T-1 T-1 T-1 T-1 T-1 T-1 T-1T-1C-2

VA-1

VA-1

VA

-1V

A-1

VA VA

VA

-1V

A-1

V-1

02

V-1

02

VA VA VA

VA-1 VA-1 VA-1 VA-1 VA-1

VA

-1V

A-1

Vb Vb Vb Vb

VA

-2

V-1

03

VA-1 VA-1 VA-1 VA-1 VA-1

VA

-2

C-6 C-4

C-4

C-5

C-6 C-4 C-4 C-5

P-3

3.803.80 3.80 3.803.80 3.80

4.125

2.225

4.125

4.125

2.175

4.125

3.80 3.80 3.803.80 3.80 3.80


333de/367




3.1 ) LOSAS

a) Aligerados

Se sujeta a cambios en funcion al analisis sismico, sabiendo que estas trabajan como

diafragmas rigidos ;el valor adoptado fue :

h losa : 0.20 m.

b) Maciza

valor adoptado :

e losa : 0.175 m. techo de zotano

e losa : 0.125 m. techo mojinete

3.2 ) VIGAS PRINCIPALES

Para las vigas principales , la altura (h) y el ancho (bw) se predimensionan

considerando las siguientes expresiones :

h ≥ Ln/10 o Ln/12 0.3h < bw < 0.5h

3.4 ) COLUMNAS

Las columnas se dimensionan considerando ciertos criterios y recomendaciones

para zonas sismicas, se debe de considerar el efecto axial generado por fuerzas

sismicas.

Tomamos en cuenta la suiguiente recomendación :

"las columnas deberan tener dimensiones del orden de 1500 cm2 a 2000 cm2

3.5 ) PLACAS O MUROS DE CORTE

Para el dimensionamiento de las placas el numeral 21.9.3.2 de la Norma E.060

Concreto Armado señala que el espesor minimo para placas es de 15cm

valor adoptado :

e placas : 0.25 m.

La longitud de los muros de corte se ban incrementando y disminuyendo

de acuerdo al analsis sismico,su proposito es de controlar la flexibilia de la estructura

CAPITULO IIIDIMENSIONAMIENTO


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4.1) PROPOSITO.

a) Estudio del comportamiento de la estructura ante la ocurrencia de un

evento sismico.

b) Obtencion de los esfuerzos que se produciran en los diferentes elementos

de la estructura.

4.2 ) MODELO ESTRUCTURAL.

Para el analisis sismico de la estructura se utilizo el programa SAP2000

y los elementos estructurales se modelaron como :

a) El edifico se modelo considerando los niveles proporcionados por los planos

de arquitectura.

b) Los aligerados se modelaron como uan combincion de elementos

las viguetas como elementos tipo FRAME y la losa maciza de 5cm de

espesor se modelo como tipo SHELL y se le asigno una malla interna

de 0.4m para simular el comportamiento del aligerado

c) Las carga muerta , SAP200 las incluye de manera automatica ,

en cuanto a la carga viva fueron asignadas de manera directa en las losas.

d) las vigas principales y columnas se modelaron como elementos tipo FRAME.

e) En el modelo tambien se considero VIGAS CHATAS asi como al carga repatida

generada por el peso de la tabiqueria y parapetos.

f) Los muros de corte fueron modelados como elementos tipo SHELL.

g) Se definio la masa de la estructura , en funcion a las cargas asignadas

al modelo, es decir se a considerado el 100% de la carga muerta y el 50%

de la carga vivas asignada ( articulo 16.3 Norma E.030)

estas masa se ubican en el centro de mas ade cada nivel , para lo cual

tambien se definieron los diafragmas rigidos.

h) Se definio la cantidad de modos de vibracion 3 modos por nivel

2 traslacionales y 1 rotacional.

i) Se le asigno al programa un espectro de aceleraciones por cada direccion

principal con el objetivo de encontrar la aceleracion de la gravedad para los

diferentes modos de vibracion de la estructura en funcion del periodo, de este

modo al multiplicar por la masa antes definida se obtinen las fuerzas sismicas.

ANALISIS SISMICO

CAPITULO IV


335de/367




j) Se definieron tambien las conbinaciones de cargas ultimas o factoradas y la

envolvente el cual nos permitira diseñar los elementos con los maximos

valores de esfuerzos.

k) El tipo de apoyo fue de un EMPOTRADO perfecto .

4.3 ) PARAMETROS SISMICOS

4.3.1 PARAMETROS DE SITIO

a) Factor de Zona (Z) => Z: 0.4

b) Factor de condicones Geotecnicas => s : 1.2 Tp : 0.6

c) Factor de Amplificacion Sismica h : 8.75 m. => T : 0.194

C T : 45

C = 2.5(Tp/ T) ; C ≤ 2.5 : => 7.71

Cxx = Cyy = 2.5

4.3.2 PARAMETROS ESTRUCTURALES

a) Factor de Uso (U) => U: 1.5

b) Configuracion Estructural => ESTRUCTURA IRREGULAR

R : Ri*3/4

c) Coeficiente de Reduccion Sismica =>

depende del sistema estructural empleado.

Bloque 01

Rx: 7 dual combincion de porticos con muros de corte

Ry: 6 muros portantes de albañileria

4.3.3 PESO DE LA EDIFICACION

Cargas UNITARIAS :

Concreto armado : 2.4 Tn/m3

S/C de Techo : 0.1 Tn/m2

S/C Aulas : 0.3 Tn/m2

S/C Escaleras y Corredores : 0.4 Tn/m2

Muros de Albañileria Tarrajeada : 0.0019 tn/m2.cmx15 = 0.285 Tn/m2

Alfeiser y Parapetos Tarrajeados : 0.014tn/m2.cmx15 = 0.210 Tn/m2


336de/367




4.4 ) ANALISIS DINAMICO

Se efectuo un analisis en base a los conocimientos y criterios acerca del Analisis

Dinamico de Estructuras.

se utilizo para cada direccion de analisis un espectro de pseudo-aceleraciones ,

definodo por :

Sa =Z.U.C.S x g /R

BLOQUE 1 NIVEL PRIMARIO

Tp : 0.6 S : 1.2 Rx Z : 0.4 U : 1.5

5.25

Ti : 0.1 ∆t : 0.1 Tf : 6


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Sa =Z.U.C.S x g /R

BLOQUE 1 NIVEL PRIMARIO

Tp : 0.6 S : 1.2 RY Z : 0.4 U : 1.5

4.5

Ti : 0.1 ∆t : 0.1 Tf : 6


338de/367




4.4.1 ) Control de DERIVA DE ENTREPISO

BLOQUE 1-Nivel Primario


hi ∆X cm chek

210 1.658 ok ! 3

320 1.637 ok ! 2

320 0.682 ok ! 1

0 0.00 ok ! 0


hi ∆Y cm chek

210 0.992 ok ! 3

320 0.838 ok ! 2

320 0.367 ok ! 1

0 0.00 ok ! 0

∆Y relativo ∆Yrela/hi

0.154 0.0007

sismo y 0.471 0.0015

Story

Mojinete

2 do nivel

Load

sismo y

sismo y 0.367 0.00111 er nivel

Base sismo y 0.000 0.000

Story ∆X relativo ∆Xrela/hi

Mojinete 0.021

Load

0.0001sismo x

Base 0.000 0.000sismo x

2 do nivel 0.955 0.0030

sismo x

sismo x

1 er nivel 0.682 0.0021


339de/367




0

1

2

3

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0

Alt

ura

del

ed

ific

io

DESPLAZAMIENTO (cm)

DESP-X

DESP-Y

0

1

2

3

0.000 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005

AL

TU

RA

DE

L E

DIF

ICIO

DERIVA DE ENTREPISO

∆Yrela/hi

∆Xrela/hi


340de/367




4.5 ) RESULTADOS DEL ANALISIS SISMICO

A continuacion se muestra graficamente los resultados encontrados.

a) Desplazamiento debido a sismo en direccion de eje XX

BLOQUE 1


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b ) Desplazamiento debido a sismo en direccion de eje YY


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C) MODELO


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d) Diagrama de Momentos Flectores (Envolvente )

eje C


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e) Diagrama de Fuerzas Cortantes (Envolvente )


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e) Aceros longitudinales en vigas y columnas


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5.1 ) Diseño de losas.

a) CAJA DE ESCALERAS

1 ) DESCANSO DE LA ESCALERA (e = 15cm)

Diseño por Flexion

Mu: 1.0699 Tn-m

106990

b 100 cm

d 12 cm

φ 0.9

f´c : 210 kg/cm2

fy : 4200 kg/cm2

k : 214200

As : 2.4 cm2 /m

Direccion longitudinal

Tendra As 0.00 1 0 @ 0.00 cm Calculado

@ 30.00 cm Adoptado

Diseño por Flexion

Mu: 1.6021 Tn-m

160210

b 100 cm

d 12 cm

φ 0.9

f´c : 210 kg/cm2

fy : 4200 kg/cm2

k : 214200

As : 3.7 cm2 /m

Direccion Transversal


@ 30.00 cm Adoptado

CAPITULO VDISEÑO DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES


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2) LOSA DE TECHO MOJINETE DE CAJA DE ESCALERAS (e:15cm)

Diseño por Flexion

Mu: 0.3563 Tn-m

35630

b 100 cm

d 14 cm

φ 0.9

f´c : 210 kg/cm2

fy : 4200 kg/cm2

k : 249900

As : 0.7 cm2 /m

As min : 2.5 cm2 /m

Direccion longitudinal


@ 30.00 cm Adoptado

Diseño por Flexion

Mu: 0.3343 Tn-m

33430

b 100 cm

d 14 cm

φ 0.9

f´c : 210 kg/cm2

fy : 4200 kg/cm2

k : 249900

As : 0.6 cm2 /m

As min : 2.5 cm2 /m

Direccion Transversal


@ 30.00 cm Adoptado


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5.2 ) DISEÑO DE LA CIMENTACION

Se tomo las siguientes consideraciones de acuerdo al EMS elaborado.

Df : 1.80 m.

Esfuerzo Admisible : 1.4 kg/cm2

Winkler : 2.92 kg/cm3

hzapata : 0.5 m.

f'c : 210 kg/cm2

fy : 4200 kg/cm2

se tendria .

Esfuersos generados sobre el suelo de fundacion ,

debera de ser inferior a la capacidad de esfuerzo admisible.


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ok !

colocacion del refuerzo en zapatas.

Direccion Transversal y Longitudinal.

Tendra As 2 0 @ 20.00 cm Calculado

con el acero antes colocado se cubre totalmente la demanda de refuerzo requerida.

nota:


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Para los demas componentes se procedio a diseñar los elementos de la misma

manera como se aprecia en el capitulo V


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2


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362de/367





363de/367





364de/367





365de/367





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0.0001 3

0.0030 2

0.0021 1

0.0000 0

0.0007 3

0.0015 2

0.0011 1

0.0000 0


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memoria de calculo estructural

Documents