Informe Calculo Estructural Presentado

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  • 8/10/2019 Informe Calculo Estructural Presentado

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    INGENIERA ESTRUCTURAL

    "MEJORAMIENTO DE LA I.E. NIVEL SECUNDARIO

    RAMON CASTILLA Y MARQUESADO DEL BARRIO DE

    SANTA ANA, DISTRITO Y PROVINCIA DE

    HUANCAVELICA"

    PRESENTADO POR:

    BENDEZ BOZA BADI BIZET

    CHVEZ AVILA XENNIA

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    "MEJORAMIENTO DE LA I.E. NIVEL SECUNDARIO RAMON CASTILLA Y MARQUESADO DEL BARRIO DE

    SANTA ANA, DISTRITO Y PROVINCIA DE HUANCAVELICA"

    INGENIERA ESTRUCTURAL 2

    CONTENIDO

    1 GENERALIDADES: ................................................................................................................... 7

    1.1 Introduccin: ................................................................................................................. 7

    1.2 Objetivos: ...................................................................................................................... 7

    1.3 Metodologa de Anlisis Estructural: ............................................................................ 7

    1.3.1 Sap2000 Versin 14.2.4: ........................................................................................ 7

    1.3.2 Etabs Versin 9.7.2: .............................................................................................. 8

    1.3.3 Safe Versin 12.3.1 ................................................................................................ 9

    1.3.4 CSICOL 8.4.0 .......................................................................................................... 9

    2 ANLISIS DE CARGAS: .......................................................................................................... 10

    2.1 Anlisis estructural por cargas verticales: ................................................................... 10

    2.1.1 Anlisis por Cargas Permanentes o Muertas: ..................................................... 10

    2.1.2 Anlisis por Sobre cargas o Cargas Vivas:............................................................ 10

    2.2 Anlisis Estructural por Cargas Dinmicas: ................................................................. 11

    2.2.1 Mtodo de Discretizacin de Masas: .................................................................. 11

    3 CDIGOS Y NORMAS: .......................................................................................................... 12

    3.1 Cargas: ......................................................................................................................... 12

    3.2 Diseos: ....................................................................................................................... 12

    4 PROPIEDADES DE LOS MATERIALES: ................................................................................... 12

    4.1 Concreto: ..................................................................................................................... 13

    4.2 Albailera: .................................................................................................................. 13

    4.3 Acero Corrugado: ........................................................................................................ 135 ESTIMACIN DE CARGAS: ................................................................................................... 13

    5.1 Diseo Esttico para Anlisis: ...................................................................................... 13

    5.1.1 Aligerado de e=0.20cm con ladrillo para techo (15x15x30cm 7.9kg): ................ 15

    5.1.2 Aligerado de e=0.17cm con ladrillo para techo (30x30x12cm 6.0kg): ................ 15

    5.2 Diseo Dinmico para Anlisis: ................................................................................... 15

    5.2.1 Espectro de Diseo: ............................................................................................. 15

    6 ANLISIS ESTRUCTURAL MODULO ADMINISTRATIVO: ....................................................... 22

    6.1 Descripcin de la Edificacin: ...................................................................................... 22

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    INGENIERA ESTRUCTURAL 3

    6.2 Distribucin de VigasColumnas y Diagrama Rgido: ................................................ 24

    6.3 Diagrama de Momentos Flectores: ............................................................................. 26

    6.4 Diagrama de Fuerzas Cortantes: ................................................................................. 32

    6.5 Distribucin de Refuerzos: .......................................................................................... 38

    6.6 Verificacin de Desplazamiento Lateral y Excentricidad: ........................................... 44

    6.7 Verificacin de Periodo de Vibracin: ......................................................................... 44

    6.8 Diseo de Columnas: ................................................................................................... 45

    6.8.1 Columnas "R" 40 cm x 30 cm:............................................................................. 45

    6.8.2 Columnas "Cuad" 30 cm x 30 cm: ....................................................................... 46

    6.8.3 Columnas "C" 50 cm: ........................................................................................ 48

    6.9 Diseo de Placas (Pier y Spandrel): ............................................................................. 50

    6.10 Diseo de Losas Aligeradas: ........................................................................................ 57

    6.11 Diseo de Cimentaciones: ........................................................................................... 59

    6.11.1 Pre-dimensionamiento: ....................................................................................... 59

    6.11.2 Anlisis de cimentaciones con el programa SAFE: .............................................. 60

    INDICE DE TABLAS

    Tabla 1: Cargas Vivas Consideradas ............................................................................................ 14

    Tabla 2: Cargas Muertas Consideradas ....................................................................................... 14

    Tabla 3: Metrado para un metro de Aligerado con ladrillo para techo e=20cm ........................ 15

    Tabla 4: Metrado para un metro de Aligerado con ladrillo para techo e=17cm ........................ 15

    Tabla 5: Datos para Elaboracin del Espectro de Seudo Aceleraciones ..................................... 16

    Tabla 6: Valores Periodo - Aceleraciones Huancavelica (Santa Ana) .......................................... 20

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    INGENIERA ESTRUCTURAL 4

    INDICE DE FIGURAS

    Figura N 1: Presentacin Sap2000 V14.2.4 .................................................................................. 7

    Figura N 2: Presentacin ETABS V9.7.2........................................................................................ 8

    Figura N 3: Presentacin Safe 12.3.1 ........................................................................................... 9

    Figura N 4: Presentacin CSICIL 8.4.0 .......................................................................................... 9

    Figura N 5: Cargas repartidas segn RNE (Junio 2006) .............................................................. 14

    Figura N 6: Cargas repartidas segn RNC (Octubre 2002) ......................................................... 14

    Figura N 7: Aligerado Tpico con ladrillo para techo e=20cm .................................................... 15

    Figura N 8: Aligerado Tpico con ladrillo para techo e=17cm .................................................... 15

    Figura N 9: Ubicacin de la Zona Ssmica en el Programa SPECTRUM ...................................... 16

    Figura N 10: Eleccin de las condiciones geotcnicas segn el tipo de Suelo ........................... 17

    Figura N 11: Seleccin de la Categora de la Edificacin............................................................ 17

    Figura N 12: Configuracin Estructural (Regular o Irregular) .................................................... 18

    Figura N 13: Seleccin del Sistema Estructural (Caso Prticos y Dual) ...................................... 18

    Figura N 14: Espectro de Seudo Aceleraciones para el Sistema Aporticado ............................. 19

    Figura N 15: Espectro de Seudo Aceleraciones para el Sistema Dual ........................................ 19

    Figura N 16: Comparacin de los Espectros Dual y Aporticado ................................................. 19

    Figura N 17: ETABS, Planta Modulo Administrativo. ................................................................. 23

    Figura N 18: ETABS, Vista 3D Modulo Administrativo. .............................................................. 23

    Figura N 19: ETABS, Secciones de Vigas y Columnas en Prticos Principales. ........................... 24Figura N 20: ETABS, Secciones de Vigas y Columnas en Prticos Secundarios ......................... 24

    Figura N 21: ETABS, Planta de Diafragma Rgido Modulo Administrativo ................................. 25

    Figura N 22: ETABS, 3D de Diafragma Rgido Modulo Administrativo. ..................................... 25

    Figura N 23: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores Eje C-C. ............................................... 26

    Figura N 24: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores Eje B-B. ............................................... 27

    Figura N 25: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores Eje A-A. .............................................. 28

    Figura N 26: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores Eje 1-1. ............................................... 29

    Figura N 27: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores Eje 2-2. ............................................... 30

    Figura N 28: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores Eje 3-3. ............................................... 31

    Figura N 29: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes Eje C-C. ................................................... 32

    Figura N 30: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes Eje B-B. ................................................... 33

    Figura N 31: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes Eje A-A. ................................................... 34

    Figura N 32: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes Eje 1-1. ................................................... 35

    Figura N 33: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes Eje 2-2. ................................................... 36

    Figura N 34: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes Eje 3-3. ................................................... 37

    Figura N 35: ETABS, Distribucin de Refuerzos Eje C-C. ............................................................ 38

    Figura N 36: ETABS, Distribucin de Refuerzos Eje B-B. ............................................................ 39

    Figura N 37: ETABS, Distribucin de Refuerzos Eje A-A. ............................................................ 40

    Figura N 38: ETABS, Distribucin de Refuerzos Eje 1-1. ............................................................ 41Figura N 39: ETABS, Distribucin de Refuerzos Eje 2-2. ............................................................ 42

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    INGENIERA ESTRUCTURAL 5

    Figura N 40: ETABS, Distribucin de Refuerzos Eje 3-3. ............................................................ 43

    Figura N 41: CSICOL, Seccin de Columna "R" 40cmx30cm. ..................................................... 45

    Figura N 42: CSICOL, Diagrama de Interaccin R 40cmx30cm............................................... 45

    Figura N 43: CSICOL, Esfuerzos de Concreto y Acero en Columna R...................................... 46

    Figura N 44: CSICOL, Seccin de Columna Cuad 30cmx 30cm. ............................................. 46

    Figura N 45: CSICOL, Diagrama de Interaccin Columna Cuad 30cmx 30cm. ....................... 47

    Figura N 46: CSICOL, Esfuerzos en Concreto y Acero de Columna Cuad 30cmx 30cm. ........ 47

    Figura N 47: CSICOL, Seccin de Columna "C" 50 cm. ............................................................ 48

    Figura N 48: CSICOL, Diagrama de Interaccin Columna "C" 50 cm. ...................................... 48

    Figura N 49: CSICOL, Esfuerzos en Concreto de Columna "C" 50 cm. ..................................... 49

    Figura N 50: CSICOL, Esfuerzos en Aceros de Columna "C" 50 cm. ........................................ 49

    Figura N 51: ETABS, Ubicacin de Placas en Prtico del Eje A-A. .............................................. 50

    Figura N 52: ETABS, Ubicacin de Placas en Prtico del Eje B-B. .............................................. 51

    Figura N 53: ETABS, Verificacin del Pier Izq. mostrado en Prtico del Eje B-B. ...................... 52

    Figura N 54: ETABS, Seccion del Pier Izq. en Prtico del Eje B-B. .............................................. 52Figura N 55: ETABS, Verificacin del Pier Cent. mostrado en Prtico del Eje B-B. ................... 53

    Figura N 56: ETABS, Seccin del Pier Cent. en Prtico del Eje B-B. ........................................... 53

    Figura N 57: ETABS, Verificacin del Pier Der. mostrado en Prtico del Eje B-B. ..................... 54

    Figura N 58: ETABS, Seccion del Pier Der. en Prtico del Eje B-B. ............................................. 54

    Figura N 59: ETABS, Verificacin del Spandrel mostrado en Prtico del Eje B-B. ..................... 55

    Figura N 60: ETABS, Verificacin del Pier mostrado en Prtico del Eje A-A. ............................ 56

    Figura N 61: ETABS, Seccion del Pier en Prtico del Eje A-A...................................................... 56

    Figura N 62 SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada Admin. .......................................................... 57

    Figura N 63: SAP2000, Carga Viva Losa Aligerada Admin. ......................................................... 57

    Figura N 64: SAP2000, Carga Muerta Losa Aligerada Admin. .................................................... 57Figura N 65: SAP2000, Distribucin de Aceros en Losa Aligerada Admin. (ENVOL) .................. 58

    Figura N 66: SAP2000, Diagrama de Momento Flector Losa Aligerada Admin. (ENVOL) .......... 58

    Figura N 67: Esfuerzo Admisible versus Mdulo de Balasto...................................................... 59

    Figura N 68: SAFE, Dimensiones de Zapatas Utilizadas para verificacin (cm) ......................... 60

    Figura N 69: SAFE, Esfuerzos Admisibles en el terreno (kg/cm2) .............................................. 61

    Figura N 70: SAFE, Distribucin de Refuerzos en Zapatas (cm2) ............................................... 61

    Figura N 71: SAFE, Diagrama de Mtos. Flectores en Vigas de Cimentacin .............................. 61

    Figura N 72: SAFE, Diagrama de Fzas. Cortantes en Vigas de Cimentacin. ............................. 61

    Figura N 73: SAFE, Detalles de Diseo de Viga de Cim. Eje B-B 1@2. ....................................... 61

    Figura N 74: SAFE, Detalles de Diseo de Viga de Cim. Eje 3-3 A@B. ....................................... 61

    Figura N 75: SAFE, Distribucin de Refuerzos en Viga de Cimentacin ..................................... 61

    http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784818http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784819http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784820http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784821http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784822http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784824http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784825http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784826http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784827http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784828http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784829http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784830http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784831http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784831http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784830http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784829http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784828http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784827http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784826http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784825http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784824http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784822http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784821http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784820http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784819http://c/Users/pc/Desktop/RAMON%20CASTILLA/CALCULOS%20RM/Informe%20Calculo%20Estructural%20-%20Ramon%20Castilla%20-%202012%20-%20Final.docx%23_Toc317784818
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    "MEJORAMIENTO DE LA I.E. NIVEL SECUNDARIO RAMON CASTILLA Y MARQUESADO DEL BARRIO DE

    SANTA ANA, DISTRITO Y PROVINCIA DE HUANCAVELICA"

    INGENIERA ESTRUCTURAL 7

    1 GENERALIDADES:

    1.1 Introduccin:

    La presente memoria de clculo, hace referencia al diseo estructural del

    proyecto MEJORAMIENTO DE LA I.E. NIVEL SECUNDARIO RAMON CASTILLA Y

    MARQUESADO DEL BARRIO DE SANTA ANA, DISTRITO Y PROVINCIA DE

    HUANCAVELICA, ubicado en el Departamento de Huancavelica, Provincia de

    Huancavelica, Distrito de Huancavelica.

    En el presente proyecto se contempla la construccin del siguiente mdulo

    materia para el Anlisis Estructural: Modulo Administrativo.

    1.2 Objetivos:

    El objetivo principal es Analizar, Modelar y Disear, realizando los clculos

    estructurales necesarios que garanticen el funcionamiento adecuado de los

    diversos tipos de Estructuras propuestas en el proyecto, cumpliendo las normas

    ssmicas y de diseo en concreto armado, realizndose el diseo de los

    elementos de acuerdo a las Normas del ACI (American Concrete Institute), pero

    con los factores de amplificacin indicados en la Norma Tcnica de Edificacin

    en Concreto Armado E-060 Peruana; as mismo como objetivo secundario se

    tiene la optimizacin de las dimensiones y caractersticas de estas estructuras.

    1.3 Metodologa de Anlisis Estructural:

    Para el anlisis y diseo de la superestructura usamos el Etabs y para la

    supestructura el Safe, para la verificacin de columnas se us el CSICol; as

    mismo para el caso de las escaleras, gimnasio y estructuras no convencionales

    se utiliz el Sap2000; programas muy reconocidos y ms destacados del CSI

    (Computers & Structures), que utilizan el mtodo de rigidez y el mtodo de los

    Elementos Finitos (placas y muros) y porque dichos programas siguen un

    procedimiento organizado que sirve para resolver estructuras determinadas e

    indeterminadas; Del mismo modo como programas complementarios tambinse utiliz el Spectrum, Zic y el Section Builder. A continuacin se tiene una

    breve descripcin de los principales programas utilizados en el anlisis y diseo

    del presente proyecto:

    1.3.1 Sap2000 Versin 14.2.4:

    Es un programa basado en el

    mtodo de rigideces por

    procedimientos matriciales ypor el Mtodo de los

    Figura N 1: Presentacin Sap2000 V14.2.4

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    INGENIERA ESTRUCTURAL 8

    Figura N 2: Presentacin ETABS V9.7.2

    Elementos Finitos, escrito bajo la hiptesis de la teora de la elasticidad:

    continuidad, homogeneidad, isotropa, linealidad y elasticidad.

    Teniendo en cuenta estas hiptesis, el programa SAP2000 es capaz de

    analizar sistemas estructurales formados en base a elementos del tipo

    marco, cscara y slidos realizando un anlisis tridimensional.

    Este programa nos permite realizar el modelo idealizado de la estructura; a

    travs de una interface grfica, y posteriormente el respectivo anlisis

    tridimensional, realizando la debida combinacin de cargas segn las

    diversas solicitaciones estipuladas tanto para el diseo de elementos de

    Concreto Armado (Norma E.060- seccin 10.2) y Acero (Especificaciones

    AISCLRFD 93), lo cual nos permite obtener los esfuerzos ltimos de diseo

    de cada elemento.

    1.3.2 Etabs Versin 9.7.2:

    El programa Etabs al igual que

    el Sap2000, pertenecen a la

    empresa CSI Computers &

    Structures, INC, apoyados en

    los sistemas operativos

    Windows 2000, Windows NT,Windows XP, Windows Vista y

    W7.

    ETABS se ha desarrollado en un ambiente constructivo totalmente

    integrado del anlisis y del diseo, ideal para el anlisis y diseo de edificios

    y naves industriales, al igual que el SAP2000, puede realizar anlisis de

    estructuras complejas, pero tiene muchsimas opciones extras que

    simplifican el diseo de edificaciones, como por ejemplo: Clculo automtico

    de coordenadas de centros de masa (Xm, Ym), clculo automtico de

    coordenadas de centros de rigideces (Xt,Yt), clculo automtico de fuerzas

    ssmicas, sus excentricidades y aplicacin en el centro de masas, clculo

    automtico de masas del edificio a partir de los casos de carga elegidos,

    divisin automtica de elementos (Auto-Mesh), as se pueden definir

    elementos que se cruzan, y el programa los divide automticamente en su

    anlisis interno, o se puede dar el comando de que divida los elementos en

    el mismo modelo, plantillas predefinidas de sistemas de losas planas, losasen una direccin, losas reticulares o con nervaduras y casetones, cubiertas,

    etc.

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    Figura N 3: Presentacin Safe 12.3.1

    Figura N 4: Presentacin CSICIL 8.4.0

    1.3.3 Safe Versin 12.3.1

    El programa Safe al igual que el

    Sap2000 y Etabs, pertenece a la

    empresa CSI Computers &

    Structures, INC, apoyados en los

    sistemas operativos Windows

    2000, Windows NT, Windows

    XP, Windows Vista y W7.

    Es un programa especial que automatiza el anlisis de cimentaciones o

    fundaciones, empleando el Mtodo de los Elementos Finitos y las tcnicas

    de mtodos numricos ms confiables y eficientes.

    Sus caractersticas son:

    Diseo de cimentaciones o fundaciones con la forma real, (sin aproximar la

    Geometra). Cimientos Aislados (circulares, Rectangulares, irregulares, etc.),

    de Borde, de Esquina, Combinados, Sobre pilotes.

    Plateas con diferentes espesores, sobre distintos terrenos (en un mismo

    sistema de cimentaciones), con huecos, etc.

    Se pueden definir las condiciones de Frontera que el usuario indique(Naturales o Impuestas). Refinamiento automtico de mallas. Exportacin al

    AutoCAD de la planta general de fundaciones.

    Cuantificacin instantnea de materiales a utilizar. Anlisis estructural

    normal o iterativo. Tambin considera una opcin comprensiva de la

    exportacin del programa ETABS, lo cual crea automticamente modelos

    SEGUROS completos de cualquier piso o de la fundacin de ETABS para el

    diseo inmediato por el programa Safe.

    1.3.4 CSICOL 8.4.0

    CSICOL es un softwarecomprensivo usado paraanalizar y disear columnas. Sepuede realizar por el programael diseo de columnas decualquier concreto, concretoreforzado y seccionestransversales compuestas deconcreto reforzado.

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    CSICOL proporciona una herramienta llamada Asistente Rpido de Diseo

    que gua a los usuarios paso a paso durante el proceso completo del diseode la columna. Esto hace que el proceso de diseo sea simple, organizado y

    eficiente.El diseo se puede realizar de acuerdo con los cdigos ACI 318-02,ACI 318-99 o CSA A-23.3-94.

    2 ANLISIS DE CARGAS:

    2.1 Anlisis estructural por cargas verticales:

    El metrado de cargas es una tcnica con la cual se estiman las cargas actuantes

    (cargas muertas o permanentes y cargas vivas o sobrecargas) sobre los distintos

    elementos estructurales que componen el edificio. Este proceso es aproximadoya que por lo general se desprecian los efectos hiperestticos producidos por

    los momentos flectores, salvo que estos sean muy importantes. En la Norma

    Peruana de Cargas E.020 se especifica las cargas estticas mnimas que se

    deben adoptar para el diseo estructural.

    Este tipo de anlisis se realizar para cargas Permanentes o Muertas y

    Sobrecargas o Cargas Vivas. A continuacin se hace una breve descripcin de

    ambos casos.

    2.1.1 Anlisis por Cargas Permanentes o Muertas:

    Este anlisis se realizar en base a las cargas que actan permanentemente

    en la estructura en anlisis tales como: Peso propio de vigas, columnas,

    losas, tabiquera, acabados, coberturas, etc.

    Estas cargas sern repartidas a cada uno de los elementos que componen la

    estructura, los pesos de los materiales necesarios para la estimacin de

    cargas muertas se encuentran registrados en la Norma de Cargas E.020.

    2.1.2 Anlisis por Sobre cargas o Cargas Vivas:

    Este anlisis se realizar en base a las sobrecargas estipuladas en Normas

    Peruanas de estructuras referidas a Cargas E.020.

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    2.2 Anlisis Estructural por Cargas Dinmicas:

    El anlisis dinmico de las edificaciones se realiz mediante procedimientos de

    superposicin espectral, segn lo estipulado en la Norma de Diseo

    Sismorresistente E.030.

    Actualmente la Norma de Diseo Sismorresistente E.030, exige analizar cada

    direccin con el 100% del sismo actuando en forma independiente: sin

    embargo, otros reglamentos contemplan la posibilidad que el sismo acte en

    forma simultnea en ambas direcciones: 100% en X y 30% en Y, y viceversa.

    Un sismo puede atacar en el sentido N-S o S-N y tambin O-E o E-O, ya que las

    aceleraciones son positivas y negativas. De esta manera, para efectos de

    diseo, debe trabajarse con las envolventes de esfuerzos en condicin de

    rotura. Al estructurar se buscar que la ubicacin de columnas y vigas tengan lamayor rigidez posible, de modo que el sismo al atacar, stas puedan soportar

    dichas fuerzas sin alterar la estructura.

    Para la determinacin de los esfuerzos internos de la estructura en un anlisis

    por sismo se podr emplear el Mtodo de Discretizacin de masas.

    2.2.1 Mtodo de Discretizacin de Masas:

    Son modelos que permiten comprender de manera simplista elcomportamiento de las estructuras.

    Debido a la dificultad para resolver problemas estructurales considerados

    como medios continuos, es decir, al tener que dar la respuesta de un

    sistema estructural cualesquiera en una infinidad de puntos se convierte en

    un problema complejo o complicado. Este imposible se facilita solo si

    calculamos la respuesta en unos cuantos puntos a travs de la discretizacin

    de las masas concentradas y dems acciones de puntos determinados.

    El nmero de concentraciones de masas depende de la exactitud deseada en

    la solucin del problema.

    El mtodo de masas concentradas consiste en asumir que la masas se

    encuentra concentrada en puntos discretos en la que definimos solo

    desplazamientos, traslaciones, de tal manera que el modelo se asemeje de la

    mejor manera a la estructura real.

    Las cargas dinmicas sern determinadas en base a un anlisis dinmico

    segn la ecuacin matemtica que gobierna la respuesta dinmica la cual seconoce con el nombre de ecuacin de movimiento y se expresa de la

    siguiente manera:

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    Donde:

    K :Matriz de rigidez de la Estructura.

    C :Matriz de amortiguamiento de la Estructura.M :Matriz de masas de la Estructura.

    ux(t), uy(t), uz(t) :son las aceleraciones, velocidades y desplazamientosasociado a cada grado de libertad.

    mx, my, mz :son las masas en cada direccin.

    ugx, ugy, ugz :son las aceleraciones del terreno en cada direccin.

    Uno de los mtodos usados y de ms fcil aplicacin para obtener la

    solucin de la ecuacin diferencial de movimientos es el mtodo de

    Superposicin Modal para lo cual se har uso del espectro de respuesta el

    cual se encuentra descrito en la Norma Peruana para el Diseo

    Sismorresistente E.030.

    3 CDIGOS Y NORMAS:

    El proceso de estimacin de las cargas, as como el anlisis y diseo de las

    estructuras est basado en los siguientes cdigos:

    3.1 Cargas:

    Norma Tcnica E-020.

    Norma de Diseo Sismorresistente E-030.

    Se entiende que todas aquellas normas a las que los cdigos hacen referencia,

    forman parte integrante de los mismos en tanto sean aplicable a los materiales,

    cargas y procedimientos usados en el presente proyecto.

    3.2 Diseos:

    Norma Tcnica E-020, Cargas.

    Norma Tcnica E-030, Diseo Sismorresistente.

    Norma Tcnica E-050, Suelos y Cimentaciones.

    Norma Tcnica E-060, Concreto Armado.

    Norma Tcnica E-070, Albailera.

    Norma de Construcciones en Concreto Armado ACI 318-05

    4 PROPIEDADES DE LOS MATERIALES:

    Los siguientes materiales han sido considerados en el presente estudio:

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    4.1 Concreto:

    Mdulo de Poisson : = 0.20

    Mdulo de Elasticidad : Ec = 15000 fc

    Peso Unitario del Concreto : = 2400.0 Kg/m3.

    Resistencia a la Compresin :

    Vigas y columnas de Prticos : fc = 210.0 Kg/cm2.

    Vigas y columnas de Confinamientos : fc = 210.0 Kg/cm2.

    Columnetas : fc = 175.0 Kg/cm2.

    Zapatas : fc = 210.0 Kg/cm2.

    Vigas de cimentacin : fc = 210.0 Kg/cm2.

    Cimientos y Sobrecimientos : fc = 140.0 Kg/cm2.

    Solados de Zapatas : fc = 80.0 Kg/cm2.

    Losas aligeradas : fc = 210.0 Kg/cm2

    . Falso Piso : fc = 140.0 Kg/cm2.

    4.2 Albailera:

    La Resistencia Mecnica del ladrillo : f m=85 kg/cm

    Mdulo de Poisson cuantificado : v=0.25.

    Mdulo de Elasticidad : E=500 x f m

    Mdulo de corte : Gm=0.4xE

    Peso Albailera ladrillo hueco : 1350Kg/m3 Peso Albailera de unidades slidas : 1800Kg/m3

    =1800 E-06 Kg/cm3.

    Masa por Unidad de Volumen se divide el peso entre: 9.81 m/seg.

    4.3 Acero Corrugado:

    Acero Corrugado ASTM 615 Grado 60 : fy =4200 Kg/cm2.

    Mdulo de Elasticidad del acero : E=2 x 106Kg/cm2.

    5 ESTIMACIN DE CARGAS:

    5.1 Diseo Esttico para Anlisis:

    El metrado de Cargas Verticales Permanentes se realiz independientemente

    para cada mdulo y elemento estructural de diseo, las cuales se mostraran

    ms adelante en cada anlisis correspondiente; por otro lado las cargas vivas

    consideras segn la Norma de Cargas E.020 son las siguientes:

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    Con relacin a las cargas repartidas para diseo existe una gran diferencia

    frente al RNE del 2006 y el RNC del 2002, tal como se muestran en las figuras 5

    y 6 respectivamente; para nuestro caso particular se consider el valor ms

    crtico.

    A continuacin se presenta la justificacin de las Cargas repartidas para las

    Losas Aligeradas:

    Tabla 1: Cargas Vivas Consideradas

    Ocupacin o Uso Cargas Repartidas

    Aulas 300 Kg/m2

    Escaleras y Corredores 400 Kg/m2

    Techos 100 Kg/m2Fuente: Elaboracin Propia.

    Tabla 2: Cargas Muertas Consideradas

    Ocupacin o Uso Cargas Repartidas

    Losa Aligerada e=0.20m (c/ladrillo) 300 Kg/m2

    Losa Aligerada e=0.17m (c/ladrillo) 250 Kg/m2

    Acabados Piso - Techo 100 Kg/m2

    Techo liviano 50 Kg/m2Fuente: Elaboracin Propia.

    Figura N 5: Cargas repartidas segn RNE (Junio 2006)

    Figura N 6: Cargas repartidas segn RNC (Octubre 2002)

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    INGENIERA ESTRUCTURAL 15

    5.1.1 Aligerado de e=0.20cm con ladrillo para techo (15x15x30cm 7.9kg):

    5.1.2 Aligerado de e=0.17cm con ladrillo para techo (30x30x12cm 6.0kg):

    5.2 Diseo Dinmico para Anlisis:

    El anlisis dinmico, corresponde a los mdulos propuestos considerndose dos

    diafragmas rgidos. La masa de la estructura es determinada considerando el

    100% de cargas permanentes (peso muerto y cargas externas) ms el

    incremento del 50% de las sobrecargas por cada nivel y finalmente un aporte

    del 25% de sobrecarga en techos segn lo estipulado en la Norma

    Sismorresistente E.030.

    5.2.1 Espectro de Diseo:

    El anlisis ssmico se realiza por superposicin espectral, generndose el

    espectro de diseo segn el factor de zona, categora de edificacin, tipo de

    suelo y sistema estructural.

    10 cm

    1m

    40 cm

    15 cm

    5 cm

    Ladrillo

    Losa

    Vigueta

    Figura N 7: Aligerado Tpico con

    ladrillo para techo e=20cm

    110.331 0.4 275.83 300

    Tabla 3: Metrado para un metro de Aligerado con

    ladrillo para techo e=20cm

    Descripcin Metrado Sub Total

    Peso Losa 0.05(0.4)(1m)(2400) 48.00 Kg

    Peso Vigueta 0.15(0.1)(1m)(2400) 36.00 Kg

    Peso del Ladrillo (3.33 und/m)(7.9 Kg) 26.33 Kg

    TOTAL: 110.33 KgFuente: Elaboracin Propia

    Figura N 8: Aligerado Tpico con

    ladrillo para techo e=17cm

    96.801 0.4 242.00 250

    Tabla 4: Metrado para un metro de Aligerado con ladrillo

    para techo e=17cm

    Descripcin Metrado Sub Total

    Peso Losa 0.05(0.4)(1m)(2400) 48.00 Kg

    Peso Vigueta 0.12(0.1)(1m)(2400) 28.80 Kg

    Peso del Ladrillo (0.83 und/m)(6.0 Kg) 20.00 Kg

    TOTAL: 96.80 KgFuente: Elaboracin Propia

    10 cm

    1m

    40 cm

    12 cm

    5 cm

    Ladrillo

    Losa

    Vigueta

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    Para la determinacin del espectro de respuesta se usan los siguientes

    parmetros de diseo, los cuales se encuentran especificados en la norma

    vigente de Diseo Sismorresistente E.030.

    Tabla 5: Datos para Elaboracin del Espectro de Seudo Aceleraciones

    Descripcin Smbolo Tipo Valor

    Factor de zona Z Zona 2 0.30

    Categora de la edificacin U C 1.00

    Tipo de suelo (condiciones geotcnicas) S Perfil Tipo S3 1.40

    Perodo Fundamental Tp 0.90

    Sistema Estructural (Longitudinal) R Prtico (Long. X) 8

    Sistema Estructural (Transversal) R Dual (Trans. Y) 7Fuente: Elaboracin Propia

    La Categora de la Edificacin vara de acuerdo al tipo de estructura que se

    plantea, siendo el caso que a continuacin se presenta, solo para la categorade edificacin que en la tabla se presenta (Modulo Administrativo); de manera

    demostrativa de la funcionalidad del programa SPECTRUM. Ms adelante se

    presentara el espectro correspondiente para cada Mdulo segn su Categora

    de Edificacin. La generacin del Espectro de Seudo Aceleraciones, tanto para

    el sistema Aporticado como para el sistema Dual, se realiz con el Programa

    SPECTRUM:

    Figura N 9: Ubicacin de la Zona Ssmica en el Programa SPECTRUM

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    Figura N 10: Eleccin de las condiciones geotcnicas segn el tipo de Suelo

    Figura N 11: Seleccin de la Categora de la Edificacin.

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    Figura N 12: Configuracin Estructural (Regular o Irregular)

    Figura N 13: Seleccin del Sistema Estructural (Caso Prticos y Dual)

    Para el caso particular del Anlisis Correspondiente (Modulo administrativo), seutilizaron dos Sistemas Estructurales: Sistema Estructural Aporticado en el Eje X

    (longitudinal) y Sistema Estructural Dual en el Eje Y (transversal); por ende se

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    gener dos Espectros de Seudo Aceleraciones, las cuales se muestran a

    continuacin:

    Figura N 14: Espectro de Seudo Aceleraciones para el Sistema Aporticado

    Figura N 15: Espectro de Seudo Aceleraciones para el Sistema Dual

    Figura N 16: Comparacin de los Espectros Dual y Aporticado

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    Tabla 6: Valores Periodo - Aceleraciones Huancavelica (Santa Ana)

    N C T Sa (Long.) Sa (Trans.)

    1 2.5000 0.00 1.2876 1.47152 2.5000 0.10 1.2876 1.4715

    3 2.5000 0.20 1.2876 1.47154 2.5000 0.30 1.2876 1.47155 2.5000 0.40 1.2876 1.47156 2.5000 0.50 1.2876 1.47157 2.5000 0.60 1.2876 1.47158 2.5000 0.70 1.2876 1.47159 2.5000 0.80 1.2876 1.471510 2.5000 0.90 1.2876 1.471511 2.2500 1.00 1.1588 1.324412 2.0455 1.10 1.0535 1.204013

    1.8750 1.20 0.9657 1.103614 1.7308 1.30 0.8914 1.018715 1.6071 1.40 0.8277 0.946016 1.5000 1.50 0.7725 0.882917 1.4063 1.60 0.7243 0.827718 1.3235 1.70 0.6817 0.779019 1.2500 1.80 0.6438 0.735820 1.1842 1.90 0.6099 0.697021 1.1250 2.00 0.5794 0.662222 1.0714 2.10 0.5518 0.630623 1.0227 2.20 0.5267 0.602024 0.9783 2.30 0.5038 0.575825 0.9375 2.40 0.4828 0.551826 0.9000 2.50 0.4635 0.529727 0.8654 2.60 0.4457 0.509428 0.8333 2.70 0.4292 0.490529 0.8036 2.80 0.4139 0.473030 0.7759 2.90 0.3996 0.456731 0.7500 3.00 0.3863 0.4415

    Fuente: Elaboracin Propia (Programa SPECTRUM)

    La Norma E.030 establece dos criterios de superposicin espectral, el primero

    en funcin de la suma de valores absolutos y la media cuadrtica y el segundo

    como combinacin cuadrtica completa de valores (CQC):

    0 . 2 5 = 0.75

    = 0.75 +

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    6 ANLISIS ESTRUCTURAL MODULO ADMINISTRATIVO:

    6.1 Descripcin de la Edificacin:

    El Modulo Administrativo, consta de 4 niveles y una azotea (cada nivel con

    distribuciones semejantes); el primer nivel consta de un Hall de IngresoPrincipal, Tpico y un ambiente de Control y seguridad con su respectivo

    Servicio Higinico; el Segundo Nivel y Tercer Nivel consta de Sala de Profesores,

    Direccin, Secretaria, Sala de Espera y Depsito con sus respectivos Servicios

    Higinicos; y finalmente en el Cuarto Nivel consta de Coordinacin Acadmica,

    Tutora, Sala de Esperas, Hall y Depsito y de igual manera con su respectivo

    Servicio Higinico. El Modulo Administrativo adems cuenta con una caja

    escalera que unir los 4 niveles y la azotea; en todos los casos se consider un

    techo de losa aligerada tpica de 20 cm de espesor (5.00 cm de losa) y el techo

    de la escalera es un aligerado tpica de 17 cm de espesor.

    El Sistema Estructural considerado para el anlisis del Mdulo Administrativo

    es: en la direccin longitudinal (Eje X) Aporticado y en la direccin transversal

    (Eje Y) est compuesta por un sistema dual Prtico- Albailera con la finalidad

    de reducir el desplazamiento lateral ante una fuerza Ssmica.

    El Modulo Administrativo presenta: columnas de seccin geomtrica

    rectangular de 30cm x 40cm de lado, columnas de seccin cuadrada de

    30cm x 30cm de lado y una columna circular de 50cm de dimetro solo en elprimer nivel; as tambin se presentan columnas cuadradas de 25cm x 25cm y

    rectangulares de 25cm x 40cm, ubicados en la escalera.

    Por otra parte se emplean Vigas Principales de 30 cm x 50 cm y Vigas

    Secundarias de 25 cm x 40 cm en todos los niveles; adicionalmente se

    utilizaron vigas como elementos decorativos tales como: vigas de borde de

    15 cm x 115 cm y Viga Chata de 25 cm x 20 cm (en ductos).

    La estructura se confina en sentido del eje Y con la finalidad de aminorar los

    desplazamientos laterales que son provocados por el sismo, adems los

    modelos estructurales planteados muestran los ejes o prticos confinados con

    muros de 25 cm de espesor (ver prticos de modelos estructurales), de igual

    manera se utilizaron placas (Piers y Spandrels) para rigidizar la estructura. As

    mismo se usan columnetas con el fin de aislar muros y columnas, de esta

    manera evitando el efecto de las columnas cortas (ver planos de estructuras).

    Los techos del primer y segundo nivel son de Losa Aligerada compuestos de

    viguetas y ladrillo para techo, siendo una losa totalmente rgida en ambos

    niveles, transmitiendo cargas a las vigas que estn unidas a las columnas,cumpliendo la funcin de transmisin de las diferentes cargas hacia las

    columnas. Sus dimensiones y caractersticas geomtricas son diseadas para

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    soportar las cargas consideradas segn el Reglamento Nacional de

    Edificaciones.

    Finalmente la estructura presenta Vigas de Cimentacin, por recomendacin

    del Estudio de Suelo, (suelo arcilloso limoso, con riesgo de asentamientos

    diferenciales inmediatos), de esta forma previniendo desplazamientos y

    asentamientos diferenciales de la estructura.

    Figura N 17: ETABS, Planta Modulo Administrativo.

    Figura N 18: ETABS, Vista 3D Modulo Administrativo.

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    6.2 Distribucin de VigasColumnas y Diagrama Rgido:

    Figura N 19: ETABS, Secciones de Vigas y Columnas en Prticos Principales.

    Figura N 20: ETABS, Secciones de Vigas y Columnas en Prticos Secundarios

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    Figura N 21: ETABS, Planta de Diafragma Rgido Modulo Administrativo

    Figura N 22: ETABS, 3D de Diafragma Rgido Modulo Administrativo.

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    6.3 Diagrama de Momentos Flectores:

    Figura N 23: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores Eje C-C.

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    Figura N 24: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores Eje B-B.

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    Figura N 25: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores Eje A-A.

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    Figura N 26: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores Eje 1-1.

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    Figura N 27: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores Eje 2-2.

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    Figura N 28: ETABS, Diagrama de Momentos Flectores Eje 3-3.

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    6.4 Diagrama de Fuerzas Cortantes:

    Figura N 29: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes Eje C-C.

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    Figura N 30: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes Eje B-B.

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    Figura N 31: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes Eje A-A.

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    Figura N 32: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes Eje 1-1.

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    Figura N 33: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes Eje 2-2.

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    Figura N 34: ETABS, Diagrama de Fuerzas Cortantes Eje 3-3.

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    6.5 Distribucin de Refuerzos:

    Figura N 35: ETABS, Distribucin de Refuerzos Eje C-C.

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    Figura N 36: ETABS, Distribucin de Refuerzos Eje B-B.

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    Figura N 37: ETABS, Distribucin de Refuerzos Eje A-A.

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    Figura N 38: ETABS, Distribucin de Refuerzos Eje 1-1.

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    Figura N 39: ETABS, Distribucin de Refuerzos Eje 2-2.

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    Figura N 40: ETABS, Distribucin de Refuerzos Eje 3-3.

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    6.6 Verificacin de Desplazamiento Lateral y Excentricidad:En cada nivel, se verifica el desplazamiento lateral de la edificacin teniendo en cuenta

    los lmites establecidos segn el tipo y material de la edificacin de acuerdo al RNE,

    para el caso de Anlisis se tiene el siguiente resumen de desplazamientos tantotransversal como longitudinal, en las que se puede observar que se encuentran dentro

    del rango de desplazamientos mximos permisibles establecidos por el Reglamento

    Nacional de Edificaciones.

    6.7 Verificacin de Periodo de Vibracin:El periodo de vibracin de la Estructura se encuentra dentro del parmetro mximo

    establecido:

    Tabla 7: Centro de Masa - Centro de Rigidez y Excentricidades

    N Masa X (kg) Masa Y (kg) XCM (m) YCM (m) XCR (m) YCR (m) ex (m) ey (m) observ.

    4 10660.68 10660.68 4.558 4.093 6.292 6.097 1.735 0.195 O.K.!!!3 14559.57 14559.57 4.517 4.287 6.223 6.087 1.706 0.136 O.K.!!!

    2 14559.57 14559.57 4.517 4.287 6.125 5.997 1.608 0.128 O.K.!!!1 15186.58 15186.58 4.520 4.338 6.000 6.086 1.480 0.086 O.K.!!!Fuente: Elaboracin Propia.

    Tabla 8: Resumen de Desplazamiento Entrepiso Longitudinal (Direccin X)

    N PISO SUP. PISO INF. DIFER. R 3/4x R H piso piso Des.Ob. Des.MaxN observ.

    4 0.008643 0.006442 0.002201 8 6 3.15 0.00070 0.0042 0.007 O.K.!!!

    3 0.006442 0.00396 0.002482 8 6 3.15 0.00079 0.0047 0.007 O.K.!!!

    2 0.00396 0.001691 0.002269 8 6 3.15 0.00072 0.0043 0.007 O.K.!!!

    1 0.001691 0 0.001691 8 6 4.03 0.00042 0.0025 0.007 O.K.!!!Fuente: Elaboracin Propia.Des.Ob.: Desplazamiento obtenido segn anlisis ssmico.Des.MaxN.: Desplazamiento Mximo permisible segn Norma E-030.

    Tabla 9: Resumen de Desplazamiento Entrepiso transversal (Direccin Y)

    N PISO SUP. PISO INF. DIFER. R 3/4x R H piso piso Des.Ob. Des.MaxN observ.

    4 0.006797 0.005301 0.001496 7 5.25 3.15 0.00047 0.0025 0.005 O.K.!!!

    3 0.005301 0.003619 0.001682 7 5.25 3.15 0.00053 0.0028 0.005 O.K.!!!

    2 0.003619 0.001941 0.001678 7 5.25 3.15 0.00053 0.0028 0.005 O.K.!!!

    1 0.001941 0 0.001941 7 5.25 4.03 0.00048 0.0025 0.005 O.K.!!!Fuente: Elaboracin Propia.Des.Ob.: Desplazamiento obtenido segn anlisis ssmico.Des.MaxN.: Desplazamiento Mximo permisible segn Norma E-030.

    :: .:

    0.514 . 0.443 . > !

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    6.8 Diseo de Columnas:Para el diseo de las columnas se seleccion el ms crtico para cada seccin en cada

    mdulo, en las cuales se verific los parmetros de diseos requeridos segn la Norma

    E.060 del Reglamento Nacional de Edificaciones, tambin se verifico la relacin 6/5 Viga

    columna en todo el sistema estructural en la que se debe tener vigas dbiles y columnas

    fuertes.

    6.8.1 Columnas "R" 40 cm x 30 cm:

    Figura N 41: CSICOL, Seccin de Columna "R" 40cmx30cm.

    Figura N 42: CSICOL, Diagrama de Interaccin R40cmx30cm.

    En nuestro Modulo se present

    la columna ms esforzada

    ( asignada como C2I6R40X30

    en nuestro modelo ), la cual

    fue diseada y comprobada

    segn la norma E.060; para las

    dems columnas se puede

    revisar el archivo digital

    presentado y verificar los

    parmetros necesarios.

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    INGENIERA ESTRUCTURAL 46

    Figura N 43: CSICOL, Esfuerzos de Concreto y Acero en Columna R.

    6.8.2 Columnas "Cuad" 30 cm x 30 cm:

    Figura N 44: CSICOL, Seccin de Columna Cuad 30cm x 30cm.

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    Figura N 45: CSICOL, Diagrama de Interaccin Columna Cuad 30cmx 30cm.

    Figura N 46: CSICOL, Esfuerzos en Concreto y Acero de Columna Cuad 30cmx 30cm.

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    INGENIERA ESTRUCTURAL 48

    6.8.3 Columnas "C" 50 cm:

    Figura N 47: CSICOL, Seccin de Columna "C" 50 cm.

    Figura N 48: CSICOL, Diagrama de Interaccin Columna "C" 50 cm.

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    INGENIERA ESTRUCTURAL 49

    Figura N 49: CSICOL, Esfuerzos en Concreto de Columna "C" 50 cm.

    Figura N 50: CSICOL, Esfuerzos en Aceros de Columna "C" 50 cm.

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    INGENIERA ESTRUCTURAL 50

    6.9 Diseo de Placas (Pier y Spandrel):

    Para rigidizar la estructura y reducir los desplazamientos laterales relativos, se

    utilizaron Placas de Concreto Armado con espesor igual a 20cm, ubicadas en ladireccin X de los prticos B-B y A-A, presentadas como Piers y Spandrels, las

    cuales a continuacin se realizaran las verificaciones respectivas segn la

    norma E.060 con los resultados arrojados por el programa ETABS.

    Figura N 51: ETABS, Ubicacin de Placas en Prtico del Eje A-A.

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    INGENIERA ESTRUCTURAL 51

    Figura N 52: ETABS, Ubicacin de Placas en Prtico del Eje B-B.

    Para el caso de las placas, al igual que las columnas, se tomaron las secciones

    ms crticas para el anlisis y la representacin en el siguiente informe, si se

    considera necesario la verificacin de las dems placas se debe revisar el

    archivo adjunto del modelo matemtico presentado en ETABS para el anlisis

    respectivo; en las que dichas placas segn el esfuerzo, fueron optimizadas para

    cada nivel.

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    INGENIERA ESTRUCTURAL 52

    Figura N 53: ETABS, Verificacin del Pier Izq. mostrado en Prtico del Eje B-B.

    Figura N 54: ETABS, Seccion del Pier Izq. en Prtico del Eje B-B.

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    INGENIERA ESTRUCTURAL 53

    Figura N 55: ETABS, Verificacin del Pier Cent. mostrado en Prtico del Eje B-B.

    Figura N 56: ETABS, Seccin del Pier Cent. en Prtico del Eje B-B.

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    INGENIERA ESTRUCTURAL 54

    Figura N 57: ETABS, Verificacin del Pier Der. mostrado en Prtico del Eje B-B.

    Figura N 58: ETABS, Seccion del Pier Der. en Prtico del Eje B-B.

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    INGENIERA ESTRUCTURAL 55

    Figura N 59: ETABS, Verificacin del Spandrel mostrado en Prtico del Eje B-B.

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    INGENIERA ESTRUCTURAL 56

    Figura N 60: ETABS, Verificacin del Pier mostrado en Prtico del Eje A-A.

    Figura N 61: ETABS, Seccion del Pier en Prtico del Eje A-A.

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    INGENIERA ESTRUCTURAL 57

    6.10 Diseo de Losas Aligeradas:

    El presente proyecto contempla losas aligeradas en una direccin, compuesta

    por viguetas de 10 centmetros y losa de 5 centmetros de espesor. El materialentre viguetas se considera Ladrillo para techo tal como se indican en los planos

    correspondientes; estas losas son diseadas para resistir esfuerzos en flexin y

    corte segn la norma E.060.

    Figura

    64:SAP2000,

    Carga

    uertaLos

    aAligeradaAd

    in.

    Figura

    63:S

    P2000,

    arga

    ivaLosa

    ligerada

    d

    in.

    Figura

    62SAP2000,

    Carga

    ivaLosaAligeradaAd

    in.

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    INGENIERA ESTRUCTURAL 58

    Figura

    66:SAP2000,

    iagra

    ade

    o

    entoFlectorLosaAli

    geradaAd

    in.

    (E

    L)

    Figura

    65:SAP2000,

    ist

    ribucindeAcerosenLosaAligeradaAd

    in.

    (E

    L)

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    INGENIERA ESTRUCTURAL 59

    6.11 Diseo de Cimentaciones:

    Para el anlisis de cimentaciones se emplea el programa SAFE, exportando las

    cargas directamente desde el programa de anlisis y diseo de Edificaciones

    ETABS, empleando el Mtodo de los Elementos Finitos, con modelamiento en

    los apoyos tipo resorte segn el mdulo de balasto del terreno. Logrando as

    con el diseo de las cimentaciones absorber esfuerzo de corte y flexin

    realizando las verificaciones por punzonamiento, adherencia y anclaje; As

    mismo, se deber tomar en cuenta algunas disposiciones para el diseo ssmico

    como las mencionadas en la Norma ACI 318 08 en su seccin 21.8

    Cimentaciones.

    Como referencia al mdulo de balasto1 se tiene la siguiente Tabla (Esfuerzo

    Admisible versus Mdulo de Balasto), el cual presenta valores en funcin a la

    capacidad de carga del terreno:

    Figura N 67: Esfuerzo Admisible versus Mdulo de Balasto

    6.11.1 Pre-dimensionamiento:

    Del anlisis de la superestructura se obtienen las reacciones en todos los

    apoyos, siendo estos valores los datos necesarios para la asignacin de las

    dimensiones de las cimentaciones, teniendo como primera etapa el pre-

    dimensionamiento correspondiente.

    1 Universidad Politcnica de Catalua. Barcelona Espaa. 1993 (Autor Nelson Morrison). Tesis demaestra Interaccin Suelo-Estructuras: Semiespacio de Winkle.r.

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    INGENIERA ESTRUCTURAL 60

    6.11.2 Anlisis de cimentaciones con el programa SAFE:

    Datos de clculo Ingresados:

    Q adm = 0.99 kg/cm2Mod Winkler = 2.182 kg/cm3

    Figura N 68: SAFE, Dimensiones de Zapatas Utilizadas para verificacin (cm)

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    INGENIERA ESTRUCTURAL 61

    Figura N 69: SAFE, Esfuerzos Admisibles en el terreno (kg/cm2)

    El Esfuerzo Mximo Admisible del terreno 0.834 Kg/cm2 es menor que la

    Capacidad Admisible 0.99 kg/cm2 por lo tanto cumple.

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    INGENIERA ESTRUCTURAL 62

    Figura N 70: SAFE, Distribucin de Refuerzos en Zapatas (cm2)

    El Acero para la Distribucin de los refuerzos longitudinales y transversales

    es de 5/8", segn las cantidades indicadas en la Figura.

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    INGENIERA ESTRUCTURAL 63

    Figura N 71: SAFE, Diagrama de Mtos. Flectores en Vigas de Cimentacin

    Se muestra el Diagrama de Momentos Flectores Mximos para las Vigas

    de Cimentacin consideradas para el clculo de la cuanta de Acero

    Longitudinal requerida.

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    INGENIERA ESTRUCTURAL 64

    Figura N 72: SAFE, Diagrama de Fzas. Cortantes en Vigas de Cimentacin.

    Se muestra el Diagrama de Fzas. Cortantes Mximas para las Vigas de

    Cimentacin consideradas para el clculo de la cuanta de Acero

    Transversal requerida.

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    INGENIERA ESTRUCTURAL 65

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    INGENIERA ESTRUCTURAL 66

    Figura N 73: SAFE, Detalles de Diseo de Viga de Cim. Eje B-B 1@2.

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    Figura N 74: SAFE, Detalles de Diseo de Viga de Cim. Eje 3-3 A@B.

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    Figura N 75: SAFE, Distribucin de Refuerzos en Viga de Cimentacin

    El Acero que se Distribuir ser en una seccin de 30 cm x 60 cm

    correspondiente a la Viga de Cimentacin que se consider en el

    modelamiento.