Memoria de Calculo

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AMPLIACIÓN Y DECORAMIENTO DEL SERVICIO TAURINO EN LA CIUDAD DE MACUSANI PROVINCIA DE CARABAYA - PUNO 1 MEMORIA DE CÁLCULO DE LA AMPLIACIÓN Y DECORAMINETO DEL SERVICIO TAURINO EN LA CIUDAD DE MACUSANI – PROVINCIA DE CARABAYA - PUNO AGOSTO 2013

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  • AMPLIACIN Y DECORAMIENTO DEL SERVICIO TAURINO EN LA CIUDAD DE

    MACUSANI PROVINCIA DE CARABAYA - PUNO

    1

    MEMORIA DE CLCULO

    DE LA AMPLIACIN Y DECORAMINETO DEL SERVICIO TAURINO EN LA

    CIUDAD DE MACUSANI PROVINCIA DE CARABAYA - PUNO

    AGOSTO 2013

  • AMPLIACIN Y DECORAMIENTO DEL SERVICIO TAURINO EN LA CIUDAD DE

    MACUSANI PROVINCIA DE CARABAYA - PUNO

    NDICE

    1 ASPECTOS GENERALES ................................................................................................ 4

    2 DESCRIPCION DE LA ESTRUCTURA - PROYECTO ...................................................... 4

    3 PARAMETROS DEL ANLISISY DISEO ESTRUCTURAL ............................................ 7

    3.1 Modelo Estructural ................................................................................................... 7

    3.1.1 Geometra ................................................................................................................ 7

    3.1.2 Materiales Utilizados ................................................................................................ 7

    3.1.3 Estructuracin y Principios de la Estructuracin. ...................................................... 7

    3.1.4 Configuracin Estructural ......................................................................................... 8

    4 PRE-DIMENSIONAMIENTO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES ............................... 11

    4.1 Introduccin ........................................................................................................... 11

    4.2 Pre-dimensionamiento de Losas ............................................................................ 12

    4.3 Pre-dimensionamiento de Vigas ............................................................................. 12

    4.4 Pre-dimensionamiento de Columnas ...................................................................... 13

    4.5 Pre-dimensionamiento de Placas ........................................................................... 13

    4.6 Pre-dimensionamiento de cimentaciones ............................................................... 14

    4.6.1 Zapatas .................................................................................................................. 14

    4.6.2 Zapatas Conectadas y/o Zapatas con Vigas de Cimentacin ................................. 14

    4.7 Pre-dimensionamiento de Escaleras. ..................................................................... 15

    5 CARGAS CONSIDERADAS ............................................................................................ 15

    5.1.1 Carga Muerta (CM) ................................................................................................ 15

    5.1.2 Carga Viva de Techo (CVT) .................................................................................... 16

    5.1.3 Carga Viva (CVP) ................................................................................................... 16

    5.1.4 Carga de Viento (CVi) ............................................................................................ 16

    5.1.5 Carga de Nieve (CN) .............................................................................................. 18

    5.1.6 Carga de Sismo (CS) ............................................................................................. 18

    6 NORMAS TCNICAS Y REGLAMENTOS PARA DISEO ............................................. 23

    7 REQUISITOS GENERALES DE RESISTENCIA PARA DISEO .................................... 24

    7.1 Resistencia Requerida Segn Norma E.060 - Elementos de Concreto Armado ..... 24

    7.2 Resistencia Requerida Segn Norma E.090 - Elementos Metlicos ....................... 24

    8 ANLISIS ESTRUCTURAL Y SISMO RESISTENTE ...................................................... 25

    8.1 Estructuracin en ETABS ....................................................................................... 25

    8.1.1 Modelo Tridimensional ........................................................................................... 25

    8.1.2 Secciones de Elementos Estructurales .................................................................. 26

    8.2 Anlisis Estructural ................................................................................................. 26

    8.3 Resultado de Reacciones en el Apoyo o Fuerza Axial ........................................... 26

    8.4 Resultado de rea de Acero Longitudinal en cm2................................................... 26

    8.5 Evaluacin de los perfiles metlicos ....................................................................... 26

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    8.6 Periodos de Vibracin Fundamental en la Edificacin ............................................ 27

    8.7 Verificacin del Cortante Basal (Esttico v/s Dinmico) ......................................... 27

    9 CONCLUSIONES ........................................................................................................... 27

    10 BIBLIOGRAFIA ............................................................................................................... 27

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    1 ASPECTOS GENERALES

    El presente estudio consta del anlisis y diseo estructural del corredor taurino del ampliamiento y

    decoramiento del servicio taurino, ubicado en el distrito de Macusani, provincia de Carabaya,

    departamento de Puno.

    La propuesta Estructural planteada para el diseo de la infraestructura corresponde a un sistema

    Dual tipo II de concreto armado, para el cual se ha considerado el proyecto arquitectnico

    propuesto, y de acuerdo a ello se tiene los siguientes criterios estructurales:

    La cimentacin de refuerzo es superficial convencional y est formada por zapatas conectadas,

    cimientos corridos y sobre cimientos, de diferentes dimensiones segn la carga de diseo y el tipo

    de suelo que se tiene.

    Considerando los efectos de cargas de gravedad (peso propio - muertas y la sobrecargas) y las

    cargas horizontales de sismos o de viento, se ha diseado los aligerados, vigas, columnas, placas de

    refuerzo y muros portante de arcilla con refuerzo de acero corrugado grado 60.

    Se realizar el siguiente informe para un anlisis ssmico espacial modal al Edificio completo.

    2 DESCRIPCION DE LA ESTRUCTURA - PROYECTO

    La obra esta destinado a corredor taurino, cuya distribucin arquitectnica es la siguiente:

    Corte del corredor taurino

    (Fig. 1)

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    Planta del corredor taurino

    (Fig. 2)

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    Vista tridimensional del corredor taurino

    (Fig. 3)

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    Ing. Alex Roque Roque

    3 PARAMETROS DEL ANLISISY DISEO ESTRUCTURAL

    Despus de la compatibilizacin con la arquitectura, se procedi a realizar el anlisis estructural de la

    estructura.

    3.1 Modelo Estructural

    3.1.1 Geometra

    De acuerdo a las medidas indicadas en el plano de arquitectura, se procedi a construir un modelo

    tridimensional con seis grados de libertad por nodo y tres coordenadas dinmicas por nivel,

    tomando en cuenta deformaciones por flexin, fuerza cortante y carga axial.

    Los apoyos se consideraron como empotramientos perfectos en la base.

    3.1.2 Materiales Utilizados

    Concreto

    Zapatas : Concreto fc= 210 Kg/cm2

    Elementos Estructurales : Concreto fc= 210 Kg/cm2

    Cemento Portland Puzolnico : Tipo IP (42.50 kg)

    Acero

    Corrugado ASTM A615-Grado 60 : fy= 4200 Kg/cm

    Acero Estructural ASTM A36 : fy= 2530 Kg/cm (soldadura E6011-perno A325)

    Albailera

    Resistencia Caracterstica : fm= 45 Kg/cm

    Unidad de Albailera : Tipo IV KING KONG INFES (9x13x24)

    Mortero : 1:5 (Cemento: Arena)

    Juntas (H: V) : 1.5 cm (juntas de mortero en ladrillo)

    3.1.3 Estructuracin y Principios de la Estructuracin.

    La estructuracin es la parte de la ingeniera que consiste en crear, disponer y distribuir los

    elementos estructurales de forma adecuada, es decir ubicarlos de tal manera que presente un

    buen comportamiento frente a cargas de gravedad y/o sismo a partir de un diseo arquitectnico,

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    siendo este rectificado y en alguno de los casos modificado por el ingeniero estructural, distribuido

    y ordenando las partes del todo.

    Para la estructuracin, se tom en cuenta los siguientes criterios:

    a) Simplicidad y Simetra

    b) Resistencia y Ductilidad

    c) Hiperestaticidad y Monolitismo

    d) Uniformidad y Continuidad de la Estructura

    e) Rigidez Lateral

    f) Diafragma rgido

    g) Elementos no Estructurales y

    h) Cimentaciones

    El sistema estructural sismo resistente est compuesto principalmente por prticos de concreto

    armado y muros portantes de albailera confinada (sistema dual), la estructura fue estrucutrada

    para soportar las cargas de gravedad y de sismo. Los muros en la edificacin tienen un espesor de

    27cm incluido el tarrajeo.

    Los muros, columnas y vigas de concreto se localizaron en planta de tal manera de cumplir con los

    requerimientos arquitectnicos y diseo sismo resistente. De esta manera se consigui tener una

    estructura con una adecuada rigidez en ambas direcciones.

    Los pisos de niveles superiores estn formados por losas aligeradas de 20cm.

    Las losas se apoyan en vigas de concreto armado de anchos y peraltes tpicos. Estas vigas a su vez

    se apoyan en las placas o columnas de concreto armado.

    Las columnas de concreto armado principales son de seccin rectangular.

    La cimentacin est constituida por zapatas conectadas por vigas de conexin de concreto armado.

    La buena estructuracin permite resistir todos los efectos esttico-dinmicos, como Peso propio,

    sobrecargas, efectos de sismo y viento a las que estar sometida la edificacin durante su vida til.

    3.1.4 Configuracin Estructural

    La Norma Tcnica Peruana y el Reglamento Nacional de Edificaciones, seala que las estructuras

    deben ser clasificadas como regulares o irregulares con el fin de determinar el procedimiento

    adecuado de anlisis y los valores apropiados del factor de reduccin de fuerza ssmica.

    a. Estructuras Regulares. Son las que no tienen discontinuidades significativas horizontales o

    verticales en su configuracin resistente a cargas laterales.

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    b. Estructuras Irregulares. Se definen como estructuras irregulares aquellas que presentan una

    o ms de las caractersticas indicadas a continuacin.

    3.1.4.1 Irregularidades Estructurales En Altura

    Irregularidades de Rigidez-Piso Blando

    En cada direccin la suma de las reas de las secciones transversales de los elementos

    verticales resistentes al corte en un entrepiso, columnas y muros, es menor que 85 % de la

    correspondiente suma para el entrepiso superior, o es menor que 90 % del promedio para los 3

    pisos superiores. No es aplicable en stanos. Para pisos de altura diferente multiplicar los

    valores anteriores por (hi/hd) donde hd es altura diferente de piso y hi es la altura tpica de

    piso.

    Irregularidad de Masa

    Se considera que existe irregularidad de masa, cuando la masa de un piso es mayor que el

    150% de la masa de un piso adyacente. No es aplicable en azoteas.

    Irregularidad Geomtrica Vertical

    La dimensin en planta de la estructura resistente a cargas laterales es mayor que 130% de la

    correspondiente dimensin en un piso adyacente. No es aplicable en azoteas ni en stanos.

    < 0.85+1

    < 0.30(+1 + +2 + +3)

    > 1.50+1

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    Discontinuidad en los Sistemas Resistentes

    Desalineamiento de elementos verticales, tanto por un cambio de orientacin, como por un

    desplazamiento de magnitud mayor que la dimensin del elemento.

    3.1.4.2 Irregularidades Estructurales en Planta

    Irregularidad Torsional

    Se considerar slo en edificios con diafragmas rgidos en los que el desplazamiento promedio

    de algn entrepiso exceda del 50% del mximo permisible indicado en la Tabla N8 del Artculo

    15 (15.1) NTE E.030. En cualquiera de las direcciones de anlisis, el desplazamiento relativo

    mximo entre dos pisos consecutivos, en un extremo del edificio, es mayor que 1,3 veces el

    promedio de este desplazamiento relativo mximo con el desplazamiento relativo que

    simultneamente se obtiene en el extremo opuesto.

    > 1.30+1

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    Ing. Alex Roque Roque

    Esquinas Entrantes

    La configuracin en planta y el sistema resistente de la estructura, tienen esquinas entrantes,

    cuyas dimensiones en ambas direcciones, son mayores que el 20 % de la correspondiente

    dimensin total en planta.

    Discontinuidad del Diafragma

    Diafragma con discontinuidades abruptas o variaciones en rigidez, incluyendo reas abiertas

    mayores a 50% del rea bruta del diafragma.

    4 PRE-DIMENSIONAMIENTO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES

    4.1 Introduccin

    El Pre-dimensionamiento de los elementos estructurales comprende las caractersticas geomtricas

    para determinar la rigidez de estas, para que puedan cumplir su funcin prevista con un grado de

    seguridad razonable y a un costo mnimo en condicin de servicio.

    > 0.20

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    Ing. Alex Roque Roque

    Se debern conocer las caractersticas fsico-mecnico; cargas verticales y horizontales para

    determinar la respuesta ante efectos de sismo y rea-inercia para el anlisis estructural

    respectivamente.

    4.2 Pre-dimensionamiento de Losas

    Las losas aligeradas, macizas y nervadas (unidireccionales y en dos direcciones) Constituyen la

    estructura de los techos; los cuales en unin con las vigas conforman un diafragma, el mismo que

    al interactuaron los prticos que estn compuestos por columnas y placas, permita una adecuada

    distribucin de las cargas laterales entre s.

    Tambin se debe tener en cuenta que las viguetas estn en direccin de la menor luz del pao,

    que las viguetas sean perpendiculares a la direccin de los tabiques y evitar en lo posible el uso de

    vigas chatas.

    Para pre-dimensionar el espesor (h) de las losas aligeradas armadas en un sentido se sigui las

    recomendaciones de la NTE E.060 Art. 9.6.2.1 en losas aligeradas continuas conformadas por

    viguetas de 10 cm de ancho, bloques de ladrillo de 30 cm de ancho y losa superior de 5 cm, con

    sobrecargas menores a 300 kg/m2 y luces menores de 7.50 m, podr dejar de verificarse las

    deflexiones cuando se cumpla que:

    25

    4.3 Pre-dimensionamiento de Vigas

    El dimensionamiento de vigas permite controlar las deflexiones, fisuras y dar la rigidez al elemento.

    La Norma E-060 Art. 9.6.2.1 seala, en vigas que forman prticos, podr dejar de verificarse las

    deflexiones siempre en cuando cumpla con la condiciones.

    Los valores dados en esta tabla se deben usar directamente en elementos de concreto de peso

    normal (alrededor de 2300 Kg/m3) y refuerzo con fy igual a 420 MPa. Para otras condiciones, los

    valores deben modificarse como sigue:

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    Ing. Alex Roque Roque

    a) Para concreto liviano estructural con densidad dentro del rango de 1450 a 1900 Kg/m3, los

    valores de la tabla deben multiplicarse por (1.65 0.0003 wc), pero no menos de 1.09.

    b) Para fy distinto de 420 MPa, los valores de la tabla deben multiplicarse por (0.4 + fy / 700).

    Se recomienda que el ancho de una viga, no deben ser menor que 0.25h ni de 25cm, en prticos o

    elementos estructurales que soporten fuerzas laterales de sismo (Art. 10.4.1.3 y 21.5.1.3: E-060).

    Los peraltes mximos de viga principal est en relacin a la sobrecarga que vara de L/12 a L/10 y

    las vigas secundarias pueden tener un peralte menor que las principales, sin embargo por efectos

    de sismo y arriostramiento es considerado 1/14 de luz libre.

    4.4 Pre-dimensionamiento de Columnas

    Las columnas al estar sometidas a efectos de flexo-compresin tienen que ser dimensionadas

    considerando los dos efectos simultneamente. Segn la norma E.060, Art. 21.6.1.2 y 21.6.1.3, la

    dimensin menor de la seccin transversal, medida en cualquier direccin que pase por su

    centroide geomtrico, no debe ser menor de 25 cm, la relacin entre la dimensin menor de la

    seccin transversal y la dimensin perpendicular no debe ser menor que 0.25*(h/b) expresado por.

    PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS

    Tipo de Columna (coeficiente) k

    C1: Para primeros pisos Interior-central 0.30 1,10

    C1: Para cuatro ltimos pisos Interior-central 0.25 1,10

    C2: Exterior de un prtico interior principal 0.25 1,25

    C3: Exterior de un prtico interior secundario 0.25 1,25

    C4: Exterior esquinas 0.20 1,50

    4.5 Pre-dimensionamiento de Placas

    La funcin principal es absorber las fuerzas laterales del sismo o del viento, aliviando a los prticos

    al tomar un mayor porcentaje del cortante ssmico, sin embargo, en edificios solamente con

    prticos sus deformaciones laterales son muy pronunciadas, lo que no es conveniente, por lo que

    es ideal combinar placa-prtico de acuerdo a la posibilidad arquitectnica, distribuyendo esfuerzos

    y rigideces adecuadamente, permitiendo su control de flexibilidad del edificio.

    Segn la norma E-060, Art. 14.5.2.3 y 21.9.3.2. El espesor del alma de los muros de corte no debe

    ser menor de 1/25 de la altura entre elementos de apoyo lateral ni menor de 15 cm, salvo para los

    sistemas estructurales de muros de ductilidad limitada, para los cuales el espesor mnimo del alma

    no deba ser menor de 10 cm. El Art. 21.9.3.4 la misma indica que el espesor mnimo para placas

    exteriores que se conviertan en muro de contencin en los stanos, estas deben tener un espesor

    mnimo de 20cm, verificado a las acciones perpendiculares a su plano.

    Ac = bd =PServicio

    fc Pservicio = k Pg {

    Pg = Pu At NPu = Pd + Pl

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    Por otro lado E-030 indica que la fuerza cortante mnima en la base del edificio en la direccin de

    estudio no podr ser menor del (80 o 90) %*V de estructuras regulares e irregulares

    respectivamente del anlisis esttico, es decir que el esfuerzo de corte al 80 o 90% de la fuerza

    cortante ssmica de diseo del anlisis esttico deben ser resistidos nicamente por el concreto.

    Si: =0.85 (factor de reduccin a corte), finalmente en el diseo de muros de corte o placas se

    realiza, que la resistencia axial de diseo satisfaga Pu *Pn.

    Pn = 0.55fc Ag [1 (khc

    32t)

    2

    ]

    Si: =0.70 (factor de resistencia axial), hc es la distancia vertical entre apoyos y el valor k (factor

    de longitud efectiva o restriccin) es:

    Para elementos arriostrados o sin desplazamiento lateral (Restringidos contra la rotacin en

    uno o ambos extremos k=0.80 y no restringidos contra la rotacin en ambos extremos

    k=1.00).

    Para elementos no arriostrados o con desplazamiento lateral k=2.00.

    4.6 Pre-dimensionamiento de cimentaciones

    4.6.1 Zapatas

    Son elementos de apoyo de la infraestructura. La norma E.060 Art. 15.7, defina la altura de las

    zapatas, medida sobre el refuerzo inferior no debe ser menor de 30 cm para zapatas apoyadas

    sobre el suelo, ni menor de 40 cm en el caso de zapatas apoyadas sobre pilotes. El peralte de la

    zapata deber ser compatible con los requerimientos de anclaje de las armaduras de las columnas,

    pedestales y muros que se apoyen en la zapata.

    4.6.2 Zapatas Conectadas y/o Zapatas con Vigas de Cimentacin

    Son los tipos de zapatas, que mejor trabaja a excentricidades y al mismo tiempo controla

    asentamientos diferenciales. La norma E.060 Art. 21.12.3.2 define que actan como acoples

    horizontales entre zapatas o cabezales de pilotes, disearse de tal manera que la menor dimensin

    transversal sea igual o mayor que el espacio libre entre columnas conectadas dividido por 20, pero

    no necesita ser mayor a 40 cm. Adems debe proporcionar estribos cerrados con un espaciamiento

    que no exceda al menor de la menor dimensin de seccin transversal, 30 cm ni de 16 db.

    =0.90

    0.53 =

    0.90[ ]

    [ 0.53 ]

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    4.7 Pre-dimensionamiento de Escaleras.

    Las escaleras en la edificacin se comportan como losas macizas en una direccin por lo cual

    tenemos la siguiente ecuacin.

    /20

    5 CARGAS CONSIDERADAS

    Para determinar las cargas permanentes y sobrecargas se har referencia a la NTE E.020

    5.1.1 Carga Muerta (CM)

    Conformado por el peso propio de los elementos de la estructura, estos calculados directamente

    por el software, y otras cargas permanentes que han sido determinados por un metrado de cargas.

    PESOS UNITARIOS DE MATERIALES DE CONSTRUCCION

    Albailera

    Adobe 1600.00 kg/m3

    Unidades de arcilla cocida solidas 1800.00 kg/m3

    Unidades de arcilla cocida huecas 1350.00 kg/m3

    Concreto

    Concreto simple 2300.00 kg/m3

    Concreto armado 2400.00 kg/m3

    Enlucido y revoques

    Mortero de cemento 2000.00 kg/m3

    Mortero de cal y cemento 1850.00 kg/m3

    Mortero de cal 1700.00 kg/m3

    Yeso 1000.00 kg/m3

    Metales

    Acero 7850.00 kg/m3

    Aluminio 2750.00 kg/m3

    Hierro dulce 7850.00 kg/m3

    Cobertura metlica Aluzinc 10 kg/m2

    Maderas

    Grupo A* 1100.00 kg/m3

    Grupo B* 1000.00 kg/m3

    Grupo C* 900.00 kg/m3

    *RNE: E-010, Agrupamiento de madera para uso estructural

    Otros

    Vidrios 2500.00 kg/m3

    Losa Aligerada e=0.20m 300 kg/m2

    Piso terminado e=0.05m 100 kg/m2

    Cielo raso diferente al mortero de concreto 20 kg/m2

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    5.1.2 Carga Viva de Techo (CVT)

    Se ha considerado carga viva de techo segn la NTP E.020 Cargas - Artculo 7.1.

    Para coberturas livianas = 30 kgf/m2 (planchas onduladas o plegadas, calaminas, fibrocemento,

    material plstico, etc.)

    Para techos Curvos = 50 kgf/m2

    Para techos con jardines de uso comn = 400 kg/m2

    Para techos con jardines = 100 kg/m2

    5.1.3 Carga Viva (CVP)

    Centros de Educacin

    Aulas 250 kg/m2

    Talleres 350 kg/m2

    Auditorios gimnasios, etc. lugares de asambleas

    Laboratorios 300 kg/m2

    Corredores y escaleras 400 kg/m2

    Bibliotecas

    Salas de lectura 300 kg/m2

    Salas de almacenaje con estantes fijos no apilables 750 kg/m2

    lugares de asambleas

    Con asientos fijos 300 kg/m2

    Con asientos movibles 400 kg/m2

    Salones de baile, restaurantes, museos, gimnasios y vestbulos de

    teatros y cines. 400 kg/m2

    Graderos y tribunas 500 kg/m2

    Oficinas

    Oficinas de administracin 250 kg/m2

    5.1.4 Carga de Viento (CVi)

    La naturaleza de las variables para que funcione un modelo apropiado de ocurrencia de viento

    extremo es proporcionado por las distribuciones probabilsticas de los valores altos.

    La seleccin de un intervalo medio de recurrencia (IMR) con la cual hay asociada una cierta

    velocidad bsica del viento, depende de la funcin del edificio y las consecuencias de su falla.

    En el presente estudio se utiliz un IMR de 50 aos y se tom en cuenta el mapa elico que se

    muestra en la figura donde se muestran las isostticas que permiten establecer las velocidad

    mxima esperada en diversos puntos del territorio peruano en un periodo de 50 aos.

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    Las cargas de viento sobre la estructura por rea se partirn de la situacin de flujo tpico en un

    techo a dos aguas, donde el viento est soplando sobre una de las caras de la estructura.

    Accin del viento en una edificacin a dos aguas

    En el caso de la estructura a disear esta presenta cerramiento en sus caras, por lo tanto se

    considerar carga de viento en el techo y dems cerramientosl.

    Mapa Elico del Per

    PIURA:

    70km/h

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    5.1.5 Carga de Nieve (CN)

    La estructura y todos los elementos de techo que estn expuestos a la accin de carga de nieve

    sern diseados para resistir las cargas producidas por la posible acumulacin de la nieve en el

    techo. La sobrecarga de nieve en una superficie cubierta es el peso de la nieve que, en las

    condiciones climatolgicas ms desfavorables, puede acumularse sobre ella. La carga de nieve

    debe considerarse como carga viva. No ser necesario incluir en el diseo el efecto simultneo de

    viento y carga de nieve.

    (100Kg/m3 (Densidad)*0.30 (Altura nieve)*0.80 (Fact. Correccin) E-020 Art. 11.3

    Sobre carga de Nieve = 24 Kg/m2

    5.1.6 Carga de Sismo (CS)

    Para determinar la carga por sismo se proceder segn la NTP E.030

    5.1.6.1 Zonificacin

    El territorio nacional se considera dividido en tres zonas, como se muestra en la Figura. La

    zonificacin propuesta se basa en la distribucin espacial de la sismicidad observada, las

    caractersticas generales de los movimientos ssmicos y la atenuacin de stos con la distancia

    epicentral, as como en informacin geotectnica.

    A cada zona se asigna un factor Z segn se indica en la Tabla.

    Este factor se interpreta como la aceleracin mxima del terreno

    con una probabilidad de 10 % de ser excedida en 50 aos.

    FACTOR DE ZONA

    ZONA Z

    3 0.40

    2 0.30

    1 0.15

    5.1.6.2 Factor de Uso

    FACTOR DE USO

    CATEGORIA DE LA EDIFICACION U

    A = Edificaciones Esenciales 1.50

    B = Edificaciones Importantes 1.30

    C = Edificaciones Comunes 1.00

    D = Edificaciones Menores (*)

    (*); En estas edificaciones, a criterio del especialista, se podr omitir el anlisis por fuerzas

    ssmicas, pero deber proveerse de la resistencia y rigidez adecuada para acciones laterales.

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    5.1.6.3 Factor del Tipo de Suelo (Si)

    PARAMETROS DEL SUELO

    TIPO DESCRIPCION: Tp (seg.) S

    S1 Roca o suelo muy rgido 0.40 1.00

    S2 Suelos intermedios 0.60 1.20

    S3 Suelos flexibles o con estrato de gran espesor 0.90 1.40

    S4 Condiciones excepcionales (*) (*)

    (*): Los valores de "Tp y S" para este caso sern establecidos por el especialista, pero en ningn

    caso sern menores que los especificados para el perfil tipo S3.

    5.1.6.4 Sistema Estructural y Factor de Reduccin (R)

    SISTEMA ESTRUCTURAL R

    Acero

    Prticos dctiles con uniones resistentes a momentos 9.50

    Otras estructuras de Acero

    Arriostres excntricas 6.50

    Arriostres en cruz 6.00

    Concreto Armado

    Prticos (1) 8.00

    Dual (2) 7.00

    De muros estructurales (3) 6.00

    Muros de ductilidad limitada (4) 4.00

    Albailera Armada o Confinada (5) 3.00

    Madera (por esfuerzos admisibles) 7.00

    5.1.6.5 Perodo Fundamental (T)

    El perodo fundamental para cada direccin se estimar con la siguiente expresin:

    T =hnCT

    CARACTERISTICAS DETERMINANTE DE PERIODO FUNDAMENTAL DE EDIFICIO

    DESCRIPCIO DEL EDIFICIO: CT

    Edificios cuyos elementos resistentes en la direccin considerada sean nicamente prticos 35

    Edificios de c a cuyos elementos sismoresistentes sean prticos, cajas de ascensores y

    escaleras 45

    E de mampostera y de c a cuyos elementos sismoresistentes sean fundam. Muros de

    corte (placa) 60

    Tambin podr usarse un procedimiento de anlisis dinmico que considere las caractersticas

    de rigidez y distribucin de masas en la estructura. Como una forma sencilla de este

    procedimiento puede usarse la siguiente expresin:

    T = 2( Pi Di

    2ni=1

    g. Fi Dini=1

    )

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    5.1.6.6 Fuerza Cortante en la Base (V)

    La fuerza cortante total en la base de la estructura, correspondiente a la direccin considerada, se

    determinar por la siguiente expresin:

    =

    Debiendo considerarse un valor mnimo de:(C/R) 0.125

    5.1.6.7 Distribucin de la Fuerza Ssmica en Altura

    Si el perodo fundamental T, es mayor que 0.70s, una parte de la fuerza cortante V, denominada

    Fa, deber aplicarse como fuerza concentrada en la parte superior de la estructura. Esta fuerza Fa

    se determinar mediante la expresin:

    Si: T {> 0.70 . : = 0.070 0.15

    0.70seg. entonces: Fa = 0(nulo)

    El resto de la fuerza cortante, es decir (V Fa) se distribuir a cada nivel, incluyendo el ltimo, con

    la siguiente expresin:

    Fi =Pi hi

    Pi hini=1

    (V Fa)

    5.1.6.8 Efectos De Torsin

    Se supondr que la fuerza en cada nivel (Fi) acta en el centro de masas del nivel respectivo y

    debe considerarse adems el efecto de excentricidades accidentales como se indica a continuacin.

    Para cada direccin de anlisis, la excentricidad accidental en cada nivel (e i), se considerar como

    0,05 veces la dimensin del edificio en la direccin perpendicular a la de la accin de las fuerzas.

    En cada nivel adems de la fuerza actuante, se aplicar el momento accidental denominado Mt i

    que se calcula como:

    = {

    = = =

    5.1.6.9 Fuerzas Ssmicas Verticales

    La fuerza ssmica vertical se considerar como una fraccin del peso. Para las zonas 3 y 2 esta

    fraccin ser de 2/3 Z. Para la zona 1 no ser necesario considerar este efecto.

    5.1.6.10 Anlisis por combinacin modal espectral

    Usando el Anlisis Dinmico Segn la Norma NTE E.030 Diseo Sismo resistente del Reglamento

    Nacional de Edificaciones.

    El anlisis dinmico de las edificaciones podr realizarse mediante procedimientos de combinacin

    espectral o por medio de anlisis tiempo-historia.

    Para edificaciones convencionales podr usarse el procedimiento de combinacin espectral; y para

    edificaciones especiales deber usarse un anlisis tiempo-historia.

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    5.1.6.10.1 Modos de Vibracin

    Los periodos naturales y modos de vibracin podrn determinarse por un procedimiento de anlisis

    que considere apropiadamente las caractersticas de rigidez y la distribucin de las masas de la

    estructura.

    5.1.6.10.2 Aceleracin Espectral

    Para cada una de las direcciones horizontales analizadas se utilizar un espectro inelstico de

    pseudo-aceleraciones definido por:

    =

    ; {

    = =

    Para el anlisis en la direccin vertical podr usarse un espectro con valores iguales a los 2/3 del

    espectro empleado para las direcciones horizontales.

    5.1.6.10.3 Criterios de Combinacin

    La respuesta mxima elstica esperada (r) correspondiente al efecto conjunto de los diferentes

    modos de vibracin empleados (ri) podr determinarse usando la siguiente expresin.

    = . || + .

    =

    =

    La NTE E.030 seala que al realizar el anlisis ssmico empleando el mtodo de superposicin

    espectral se debe considerar como criterio de superposicin el ponderado entre la suma de

    absolutos y la media cuadrtica segn se indica en la siguiente ecuacin:

    Alternativamente se puede utilizar como criterio de superposicin la Combinacin Cuadrtica

    Completa (CQC). En el presente anlisis se utiliz este ltimo criterio.

    En cada direccin se considerarn aquellos modos de vibracin cuya suma de masas efectivas sea

    por lo menos el 90% de la masa de la estructura, pero deber tomarse en cuenta por lo menos los

    tres primeros modos predominantes en la direccin de anlisis.

    5.1.6.10.4 Peso de la Edificacin

    El peso (P), se calcular adicionando a la carga permanente y total de la Edificacin un porcentaje

    de la carga viva o sobrecarga que se determinar de la siguiente manera:

    PORCENTAJE DE INFLUENCIA DEL PESO DE LA EDIFICACION

    DESCRIPCION DE CATEGORIAS: %CVi

    a) Edificaciones de categoras A y B 50% CV

    b) Edificaciones de categora C 25% CV

    c) Depsitos (80% del peso total que es posible almacenar) 80% P. total-almacenado

    d) Azoteas y techos en general 25% CV

    e) Estructuras de tanques, silos y estructuras similares 100% CV que contiene

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    5.1.6.10.5 Aceleraciones Espectrales en ambas Direcciones

    Tal como lo indica la Norma E.030, los parmetros para definir el espectro inelstico de pseudo-

    aceleraciones son los siguientes:

    Z = 0.30 Zona 2

    U = 1.30 Edificaciones Importantes Categora : B

    S = 1.20 Perfil Tipo S2 : Suelos intermedios

    Tp = 0.60 s

    g = 9.81 kgm/s2 Aceleracin de la gravedad

    Clasificacin de la Estructura: Regular NTE E.030 Art. 11

    Regular

    Rx = 8 0.0585

    Ry = 8 0.0585

    C Sa/g Sa C Sa/g Sa

    0.00 2.50 0.146 1.435 0.00 2.50 0.146 1.435

    0.10 2.50 0.146 1.435 0.10 2.50 0.146 1.435

    0.20 2.50 0.146 1.435 0.20 2.50 0.146 1.435

    0.30 2.50 0.146 1.435 0.30 2.50 0.146 1.435

    0.40 2.50 0.146 1.435 0.40 2.50 0.146 1.435

    0.50 2.50 0.146 1.435 0.50 2.50 0.146 1.435

    0.60 2.50 0.146 1.435 0.60 2.50 0.146 1.435

    0.70 2.14 0.125 1.230 0.70 2.14 0.125 1.230

    0.80 1.88 0.110 1.076 0.80 1.88 0.110 1.076

    0.90 1.67 0.098 0.956 0.90 1.67 0.098 0.956

    1.00 1.50 0.088 0.861 1.00 1.50 0.088 0.861

    1.50 1.00 0.059 0.574 1.50 1.00 0.059 0.574

    2.00 0.75 0.044 0.430 2.00 0.75 0.044 0.430

    2.50 0.60 0.035 0.344 2.50 0.60 0.035 0.344

    3.00 0.50 0.029 0.287 3.00 0.50 0.029 0.287

    3.50 0.43 0.025 0.246 3.50 0.43 0.025 0.246

    4.00 0.38 0.022 0.215 4.00 0.38 0.022 0.215

    4.50 0.33 0.020 0.191 4.50 0.33 0.020 0.191

    5.00 0.30 0.018 0.172 5.00 0.30 0.018 0.172

    5.50 0.27 0.016 0.157 5.50 0.27 0.016 0.157

    6.00 0.25 0.015 0.143 6.00 0.25 0.015 0.143

    6.50 0.23 0.014 0.132 6.50 0.23 0.014 0.132

    7.00 0.21 0.013 0.123 7.00 0.21 0.013 0.123

    7.50 0.20 0.012 0.115 7.50 0.20 0.012 0.115

    8.00 0.19 0.011 0.108 8.00 0.19 0.011 0.108

    8.50 0.18 0.010 0.101 8.50 0.18 0.010 0.101

    9.00 0.17 0.010 0.096 9.00 0.17 0.010 0.096

    9.50 0.16 0.009 0.091 9.50 0.16 0.009 0.091

    10.00 0.15 0.009 0.086 10.00 0.15 0.009 0.086

    T (s)Direccin X-X (Rx = 8)

    T (s)Direccin Y-Y (Ry = 8)

    CORREDOR TAURINO

    Concreto Armado - Prticos

    Por lo menos el 80% del cortante en la base acta sobre las columnas de los prticos que cumplan los requisitos de la NTE E.060

    Concreto Armado. En caso se tengan muros estructurales, estos debern disearse para resistir una fraccin de la accin

    ssmica total de acuerdo con su rigidez.

    Concreto Armado - Prticos

    Por lo menos el 80% del cortante en la base acta sobre las columnas de los prticos que cumplan los requisitos de la NTE E.060

    Concreto Armado. En caso se tengan muros estructurales, estos debern disearse para resistir una fraccin de la accin

    ssmica total de acuerdo con su rigidez.

    Espectro Pseudo Aceleracin X-X

    (Rx = 8)

    Espectro Pseudo Aceleracin Y-Y

    (Ry = 8)

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    6 NORMAS TCNICAS Y REGLAMENTOS PARA DISEO

    Las siguientes normas fueron utilizadas:

    1. Norma tcnica de edificaciones E - 020 Cargas. (2006)

    2. Norma tcnica de edificaciones E - 030 Diseo Sismo Resistente. (2006)

    3. Norma tcnica de edificaciones E 050 Suelos y Cimentaciones. (2006)

    4. Norma tcnica de edificaciones E 060 Concreto Armado. (2009)

    5. Norma tcnica de edificaciones E 070 Albailera. (2006)

    6. Norma tcnica de edificaciones E 090 Estructuras Metlicas. (2006)

    7. Norma Americana ACI: 318-11 de Concreto Armado. (2011)

    8. Manual de AISC LRFD: 13 Edicin 2005 Estructuras Metlicas. (2005)

    0.000

    0.200

    0.400

    0.600

    0.800

    1.000

    1.200

    1.400

    1.600

    0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00

    Sa

    T (s)

    Espectro Pseudo Aceleracin X-X

    (Rx = 8)

    0.000

    0.200

    0.400

    0.600

    0.800

    1.000

    1.200

    1.400

    1.600

    0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00

    Sa

    T (s)

    Espectro Pseudo Aceleracin Y-Y

    (Ry = 8)

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    7 REQUISITOS GENERALES DE RESISTENCIA PARA DISEO

    7.1 Resistencia Requerida Segn Norma E.060 - Elementos de Concreto Armado

    1 = 1.4 + 1.7

    2 = 1.25 + 1.25 + 1.25

    3 = 1.25 + 1.25 1.25

    4 = 1.25 + 1.25 + 1.25

    5 = 1.25 + 1.25 1.25

    6 = 0.90 + 1.25

    7 = 0.90 1.25

    8 = 0.90 + 1.25

    9 = 0.90 1.25

    10 = 1.25 + 1.25 +

    11 = 1.25 + 1.25

    12 = 1.25 + 1.25 +

    13 = 1.25 + 1.25

    14 = 0.90 +

    15 = 0.90

    16 = 0.90 +

    17 = 0.90 +

    18 = 1.4 + 1.7 +

    19 = 0.9 + 1.7

    7.2 Resistencia Requerida Segn Norma E.090 - Elementos Metlicos

    1 = 1.4

    2 = 1.2 + 1.6 + 0.5

    3 = 1.2 + 1.6 + 0.5

    4 = 1.2 + 1.6 + 0.5

    5 = 1.2 + 1.6 + 0.8

    6 = 1.2 + 1.6 + 0.8

    7 = 1.2 + 1.6 + 0.5

    8 = 1.2 + 1.6 + 0.8

    9 = 1.2 + 1.6 + 0.8

    10 = 1.2 + 1.3 + 0.5 + 0.5

    11 = 1.2 + 1.3 + 0.5 + 0.5

    12 = 1.2 + 1.3 + 0.5 + 0.5

    13 = 1.2 + 1.3 + 0.5 + 0.5

    14 = 1.2 + + 0.5 + 0.2

    15 = 1.2 + 0.5 + 0.2

    16 = 1.2 + + 0.5 + 0.2

    17 = 1.2 + 0.5 + 0.2

    18 = 0.90 + 1.3

    19 = 0.90 1.3

    20 = 0.90 + 1.3

    21 = 0.90 1.3

    22 = 0.90 +

    23 = 0.90

    24 = 0.90 +

    25 = 0.90

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    Ing. Alex Roque Roque

    Donde

    Carga muerta debida al peso propio de los elementos

    y los efectos permanentes sobre la estructura.

    Carga Viva debida al mobiliario y ocupantes

    Carga Viva en techos y azoteas

    Carga de nieve

    Carga Viva segn la NTE E.060 ( = + + )

    Carga por empuje lateral de los suelos

    Carga por Viento en las direcciones X e Y respectivamente

    Carga por Sismo las direcciones X e Y respectivamente

    8 ANLISIS ESTRUCTURAL Y SISMO RESISTENTE

    El modelo matemtico para la estructura principal consiste en un sistema tridimensional de

    elementos verticales y horizontales (elementos en flexo-compresin), que tienen como condiciones

    de borde un sistema articulado, empotrado y/o mvil, segn sea el modelo presentado.

    8.1 Estructuracin en ETABS

    La estructuracin final cumple con todos los requisitos de Simetra, continuidad, ductilidad, rigidez

    lateral, etc. as mismo los elementos no estructurales cumplen satisfactoriamente las secciones

    propuestas para su posterior anlisis estructural, en el proceso de anlisis se ha ido mejorando el

    modelo a analizar, del pre-dimensionamiento inicial ha variado en algunas secciones de las

    columnas y vigas, la versin usada del software es

    8.1.1 Modelo Tridimensional

    Se emple un modelo tridimensional con tres coordenadas dinmicas por nivel, tomando en cuenta

    deformaciones por flexin, fuerza cortante y carga axial. Los apoyos se consideraron como

    empotramientos perfectos en el 1er piso.

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    Se muestra el modelo tridimensional del mdulo de corredor

    8.1.2 Secciones de Elementos Estructurales

    8.2 Anlisis Estructural

    8.3 Resultado de Reacciones en el Apoyo o Fuerza Axial

    8.4 Resultado de rea de Acero Longitudinal en cm2

    8.5 Evaluacin de los perfiles metlicos

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    8.6 Periodos de Vibracin Fundamental en la Edificacin

    8.7 Verificacin del Cortante Basal (Esttico v/s Dinmico)

    9 CONCLUSIONES

    Luego de verificar los elementos estructurales, se concluye en que la estructura soportara

    las solicitaciones a las cuales ser sometida.

    10 BIBLIOGRAFIA

    9. Anlisis ssmico de Edificios Dr. Javier Piqu del Pozo, Dr. Hugo Scaletti Farina

    10. Dinamica de Suelos 1er Edicin 2002- Dr. Ing. Jorge E. Alva Hurtado

    11. Cimentaciones superficiales: Diseos de zapatas 2da Edicin - Olmos Martnez, Pedro J.

    12. Diseo en Concreto Armado -1er Edicin 2011- Roberto Morales Morales

    13. Diseo de estructuras de concreto armado 2da Edicin - Teodoro E. Harmsen y J. Paola Mayorca

    14. Diseo en Concreto Armado - 2 edicin 2010- Gianfranco Ottazi Pasino

    15. Estructuracin y Diseo de Edificios de Concreto Armado 2da Edicin Antonio Blanco Blasco

    16. Requisitos de Reglamento para Concreto Estructural (ACI 318S-11)

    17. AMERICAN CONCRETE INSTITUTE, Design Handbook Volume 2 Columns, ACI 340.2R-90

    18. SAP2000 Users Guide. Computers and Structures. Berkeley, California.USA

    19. ETABS Users Guide. Computers and Structures. Berkeley, California.USA

    20. AISC - LRFD. Load and Resistance Factor Design.

    21. Manual of Steel Construction Sixth Edition

    22. Diseo de Estructuras de acero con LRFD, William T. Segui, Segunda Edicin

    23. Diseo de Estructuras de acero mtodo LRFD, Jack C. McCormac, Segunda Edicin

    24. Diseo Estructural en acero, Luis F. Zapata Baglietto, 7ma Edicin, Lima - Per 1997