Memoria de Calculo

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



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



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



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)



Planta del corredor taurino

(Fig. 2)



Vista tridimensional del corredor taurino

(Fig. 3)

AMPLIACIN Y DECORAMIENTO DEL SERVICIO TAURINO EN LA CIUDAD

DE MACUSANI PROVINCIA DE CARABAYA - PUNO

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,




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.




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




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




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




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:




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




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 ]




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




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.




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




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.




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

)




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.




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




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)




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)




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




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.




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




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

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