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• Mario Huayhua Berrocal

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INFORME TECNICO Solicitado por:

GOBIERNO REGIONAL AYACUCHO

PROYECTO: CONSTRUCCION ARCHIVO REGIONAL AYACUCHO (ASCENSOR)

Ubicación:

LUGAR

:

URB. ENCE ORTIZ VERGARA

DISTRITO

:

AYACUCHO

PROVINCIA

:

HUAMANGA

DEPARTAMENTO :

AYACUCHO

MAYO 2013 1

INDICE

1.- Generalidades -

Objetivo

-

Descripción de la vivienda

-

Descripción de la estructura a instalar

-

Normatividad

2.- Procedimientos -

Análisis dinámico

-

Análisis de desplazamientos

-

Verificación de esfuerzos

4.- Características de la Estructura -

Características de los materiales

-

Consideraciones adicionales en la edificación

5.- Metrado de Cargas -

Cargas por peso propio (D)

-

Cargas vivas (L)

-

Cargas de sismo (EQ)

-

Cargas de viento (W)

-

Resumen de cargas

6.- Consideraciones Sísmicas 6.1. Zonificación (Z) 6.2. Parámetros del Suelo (S) 6.3. Factor de amplificación sísmica (C) 6.4. Categoría de las edificaciones (U) 6.5. Sistemas estructurales (R) 6.6. Desplazamientos laterales permisibles 6.7. Análisis Dinámico 6.8. Introducción Grafica de Cargas al ETABS. 7.- Análisis Sismo- resistente de la Estructura 7.1. Modelo Estructural 7.2. Análisis Modal de la Estructura 2

- Masas de la estructura - Tabla de periodos y frecuencias de la Estructura - Resumen de Periodos Predominantes 7.3. Análisis Dinámico - Espectro de respuesta de diseño 7.4. Desplazamientos y distorsiones - Máximo Desplazamiento relativo de entrepiso - Cuadro de Máximos Drifts obtenidos del programa - Cuadro de Máximos Drifts corregidos 7.5. Verificación de Cortante Mínimo en la Base 8.- Memoria de Cálculo 8.1.

Introducción de datos al ETABS

- Input del programa 9.- Diseño de elementos Estructurales 9.1. Diseño de Vigas - Verificación por flexión - Verificación por Corte 10.- Conclusiones 11.- Recomendaciones 12.- Anexos. -

Planos

3

1.- Generalidades 1.2.- PROPIETARIO GOBIERNO REGIONAL DE AYACUCHO 1.3.- UBICACIÓN DEL INMUEBLE Departamento Provincia Distrito Localidad

: : : :

Ayacucho Huamanga Ayacucho Ayacucho – Urb. Enace Ortiz Vergara

1.4.- DESCRIPCION DEL INMUEBLE Se trata de una edificación para fines de almacenamiento del archivo regional de Ayacucho, de 04 niveles con losa inclinada de techo. La construcción se ha divido en tres módulos por el tamaño y objetivos de la construcción. El sistema de estructuración de la edificación es a base de pórticos de concreto armado con columnas y vigas peraltadas amarradas en ambos sentidos y cuya distancia máxima entre ejes es mayor de 8.45 m entre ejes, y con otras vigas variables. La estructuración en planta y elevación es simétrica y de acuerdo a la distribución arquitectónica, distribución de masas y definiciones del reglamento nacional de edificaciones del Perú, se considera que tiene una configuración estructural, regular, siendo considerada en la categoría de edificación Importante (E-030) no tiene mayor cambio o variación de rigidez. La estabilidad estructural del edificio descansa en el Sistema aporticado. 2.- DESCRIPCION DEL PROYECTO  Normatividad: Se considera en el DISEÑO VERIFICACION ESTRUCTURAL las siguientes normas de diseño: Capítulo E030-2006 (Norma de diseño Sismorresistente). Capitulo E070 (Norma de Albañilería) correspondientes al RNE vigente. Capítulo E020 (Norma de Cargas) correspondientes al RNE vigente. Capítulo E060 (Norma de Concreto Armado) correspondientes al RNE vigente. ACI 318-05

2.- Procedimiento de Cálculo 

Análisis dinámico: A nivel general, se verifica el comportamiento dinámico de la estructura frente a cargas sísmicas mediante un análisis modal espectral indicado en la Norma correspondiente, con ese propósito se genera un modelo matemático para el análisis respectivo. Este modelo será realizado usando el programa de cálculo de estructuras ETABS. 4



Análisis de desplazamientos: Se verificará los desplazamientos obtenidos en el programa ETABS con los valores permisibles de la Norma correspondiente.



Verificación de esfuerzos: Entre los parámetros que intervienen en el cálculo Estructural se encuentran la resistencia al corte, flexión, carga axial en vigas, columnas de concreto armado (NTE-E060) y muros de albañilería confinada (NTE-E070).

3.- Criterio Estructural Se trata de una edificación con sistema estructual de Concreto Armado de típo aporticado, se considerado un factor de reducción de 8. En ambas direcciones se realiza el análisis sísmico de la estructura ante la acción de un Sismo extremo, proporcionado por la NTE 0.30 y se verifica que las distorsiones no superen el valor de 0.007 (deriva máxima permitida por la Norma). Además, se verificará la resistencia ante la acción de cargas combinadas especificadas por la Norma, de las estructuras más esforzadas de concreto armado. Se tomarán en cuenta también las observaciones realizadas en campo, para determinar el comportamiento de los elementos estructurales.

4.- Características de la Estructura



Características de los materiales: Concreto Armado: Resistencia mecánica del concreto f’c = 210 Kg/cm2 -

Modulo de Elasticidad del concreto E = 217370.65 Kg/cm2 (15000 f’c)

-

Relación de Poisson: 0.20

Acero de Refuerzo: -

Resistencia a la fluencia del acero grado 60, fy = 4200 Kg/cm2

Albañilería Confinada: -

Tipo de unidad: ladrillo King Kong artesanal (asumido)

-

Resistencia Característica f’m = 35 Kg/cm2.

-

Modulo de Elasticidad de la albañilería, E = 17500 Kg/cm2 (500 f’m)

-

Relación de Poisson: 0.25

5

5.- Metrado de cargas  Cargas por peso propio (D): Son cargas provenientes del peso propio de los materiales, equipos, tabiques, muebles y otros elementos que forman parte de la edificación y/o consideradas permanentes.  Cargas vivas (L): Cargas que provienen del los pesos no permanentes en la estructura, que incluyen a los ocupantes, materiales, equipos muebles y otros elementos móviles estimados en la estructura.  Cargas de sismo (EQ): Análisis de cargas estáticas o dinámicas que representan un evento sísmico y están reglamentadas por la norma E.030 de diseño sismorresistente.  Resumen de Cargas: Cargas Muertas (D): Proyectado Peso propio elementos de concreto armado Peso propio piso terminado

= =

2400 100

Kg/m3 Kg/m2

Cuarto de Máquinas Peso propio cuarto de máquinas

=

650

Kg/m3

= = = =

300 Kg/m2 750 kg/cm2 400 Kg/m2 100 Kg/m2

=

(ZUCS.g) /R

Cargas Vivas (L): Sobrecarga de piso Sobrecarga de archivos Sobrecarga corredores y escaleras Sobrecarga de azotea Cargas de Sismo (EQ): Según Norma Peruana de Estructuras

Sa

6.- Consideraciones Sísmicas Las consideraciones adoptadas para poder realizar un análisis dinámico de la edificación son tomadas mediante movimientos de superposición espectral, es decir, basado en la utilización de periodos naturales y modos de vibración que podrán determinarse por un procedimiento de análisis que considere apropiadamente las características de rigidez y la distribución de las masas de la estructura. Entre los parámetros de sitio usados y establecidos por las Normas de Estructuras tenemos:

6

6.1.- Zonificación (Z): La zonificación propuesta se basa en la distribución espacial de la sismicidad observada, las características esenciales de los movimientos sísmicos, la atenuación de estos con la distancia y la información geotécnica obtenida de estudios científicos. De acuerdo a lo anterior la Norma E-0.30 de diseño sismo-resistente asigna un factor “Z“ a cada una de las 3 zonas del territorio nacional. Este factor representa la aceleración máxima del terreno con una probabilidad de 10% de ser excedida en 50 años. Para el presente estudio, la zona en la que está ubicado el proyecto corresponde a la zona 2 y su factor de zona Z será 0.3. 6.2.- Parámetros del Suelo (S): Para los efectos de este estudio, los perfiles de suelo se clasifican tomando en cuenta sus propiedades mecánicas, el espesor del estrato, el periodo fundamental de vibración y la velocidad de propagación de las ondas de corte. Para efectos de la aplicación de la norma E-0.30 de diseño sismorresistente se considera que el perfil de suelo es de tipo intermedio (S2), el parámetro Tp asociado con este tipo de suelo es de 0.60 seg., y el factor de amplificación del suelo se considera S= 1.2 . 6.3.- Factor de amplificación Sísmica (C): De acuerdo a las características de sitio, se define al factor de amplificación sísmica (C) por la siguiente expresión: C = 2.5 x (Tp/T);

C≤ 2.5

6.4.- Categoría de las edificaciones (U): Cada estructura debe ser clasificada de acuerdo a la categoría de uso de la edificación, debido a que la edificación es de tipo importante, que tiene que permanecer luego de un evento probable, la norma establece un factor de importancia U = 1.3, que es el que se tomará para este análisis. 6.5.- Sistemas estructurales (R): Los sistemas estructurales se clasifican según los materiales usados y el sistema de estructuración sismorresistente predominante en cada dirección. De acuerdo a la clasificación de una estructura se elige un factor de reducción de la fuerza sísmica (R). Al tratarse de una edificación con un aporte solo de pórticos en ambas direcciones se ha considerado un factor de reducción de 8 Se considera como valor de R, el que se considere tiene mayor influencia de acuerdo al material, esto es, quien toma un porcentaje de cortante de acuerdo a lo establecido en la NTE030.

7

6.6.- Desplazamientos Laterales Permisibles: Se refiere al máximo desplazamiento relativo de entrepiso, calculado según un análisis lineal elástico, para efectos de este cálculo se usaran espectros sin reducir. 6.7.- Análisis Dinámico. Para poder calcular la aceleración espectral para cada una de las direcciones analizadas se utiliza un espectro inelástico de pseudo-aceleraciones definido por: Sa = ZUCS x g R Donde: Z

=

0.3 (Zona 2 Ayacucho)

U

=

1.30 (categoría B: Edificación Importante)

S

=

1.2 (Tp = 0.6 suelos intermedios)

g

=

9.81 (aceleración de la gravedad m/s2)

C

=

2.5 x (Tp / T) ; C ≤ 2.5 = 2.5

6.8.- Introducción Grafica de Cargas al ETABS:

8

ASCENSOR CARGAS PERMANTENTES EN LOSAS

9

10

CARGA VIVA Carga viva piso y techo

DAMERO DE CARGAS Cargas vigas tipo damero casos b y c, en el techo en todos los casos se considera las mismas cargas uniformes(vivas) en todo el techo.

11

7.- Análisis Sismo-resistente de la Estructura De acuerdo a los procedimientos señalados y tomando en cuenta las características de los materiales y cargas que actúan sobre la estructura e influyen en el comportamiento de la misma antes las solicitaciones sísmicas, se muestra a continuación el análisis realizado para la obtención de estos resultados.

7.1.- Modelo Estructural: El comportamiento dinámico de las estructuras se determina mediante la generación de modelos matemáticos que consideren la contribución de los elementos estructurales tales como vigas y columnas en la determinación de la rigidez lateral de cada nivel de la estructura. Las fuerzas de los sismos son del tipo inercial y proporcional a su peso, por lo que es necesario precisar la cantidad y distribución de las masas en la estructura. Toda la estructura ha sido analizada con losas supuestas como infinitamente rígidas frente a las acciones en su plano (diafragmas rígidos). Los apoyos han sido considerado como empotrados al suelo dada la presencia de cimientos corridos en toda la cimentación. Según las consideraciones anteriores, se modeló la estructura existente soportando la torre en el nivel de la azotea. El modelo estructural para evaluar el comportamiento dinámico de la edificación se presenta en las Figuras siguientes. Figura 5: Modelo estructural (ASCENSOR), vista en planta y elevación.

12

7.2.- Análisis Modal de la Estructura:  Masas de la estructura: Según los lineamientos de la Norma de Diseño Sismo Resistente NTE R.030 – 2006, que forma parte del RNE, y considerando las cargas mostradas anteriormente, se realizó el análisis modal de la estructura total. Para efectos de este análisis el peso de la estructura consideró el 100% de la carga muerta y el 50% de la carga viva, por tratarse de una edificación importante tipo b.  Tabla de periodos y frecuencias de la Estructura: El programa ETABS calcula las frecuencias naturales y los modos de vibración de las estructuras. En el análisis tridimensional se ha empleado la superposición de los primeros modos de vibración por ser los más representativos de la estructura.  Periodos predominantes modulo 1: Como se observa en la tabla, los periodos con una mayor participación de masa fueron el modo 1 en la dirección X-X y el modo 2 en la dirección y-y. Para la estructura del módulo 1 los periodos fundamentales son: T x-x =0.1552 seg. T y - y= 0.1266 seg.

ASCENSOR

13

PERIODOS PREDOMINANTES EN CADA DIRECCIÓN

Grafico Resumen: En el grafico se aprecian los periodos para los modos principales, el amortiguamiento para el análisis (5%) y el porcentaje de excentricidad (5% según lo indicado en la NTE-030).7.3.- Análisis Dinámico  Espectro de respuesta de diseño: Para edificaciones convencionales, se realiza el análisis dinámico por medio de combinaciones espectrales, mostradas anteriormente dadas por la Norma E.030. De acuerdo a ello, a los parámetros de sitio, y las características de la edificación, se muestran a continuación las señales sísmicas empleadas en el Programa ETABS, para considerar las cargas sísmicas en las direcciones X-X e Y-Y.

14

7.4.- Desplazamiento y Distorsiones El máximo desplazamiento relativo de entrepiso calculado según el análisis, no deberá exceder la fracción de la altura de entrepiso según el tipo de material predominante.  Máximo Desplazamiento Relativo de Entrepiso: La Norma Técnica de Diseño Sismo Resistente E030 – 2006 del RNE, establece como distorsión máxima de entrepiso el valor de 0.007 para estructuras aporticadas, esto se cumplirá en ambas direcciones de análisis, no considerándose el aporte de tabiques a la rigidez pues no están confinados, pero si su peso propio.

 Cuadro de máximos Drifts obtenidos del Programa: El cuadro de máximos desplazamientos elásticos relativos ha sido incrementado en un factor de 0.75*R (ver NTE-030) para obtener los desplazamientos inelásticos, los cuales se muestran a continuación:

15

DESPLAZAMIENTOS ELÁSTICOS E INELÁSTICOS DEL ASCENSOR

NIVEL

CARGA

STORY5 STORY5 STORY6 STORY6 STORY4 STORY4 STORY3 STORY3 STORY2 STORY2 STORY1 STORY1

SXP SYP SXP SYP SXP SYP SXP SYP SXP SYP SXP SYP

D/h D/h D/h D/h ALTURA ELASTICO ELASTICO INELASTICO INELASTICO (m) X Y X Y 20.95 0.0002 0.0009 0 20.95 0.000122 0 0.000549 18.9 0.000206 0.00093 0 18.9 0.000123 0 0.000554 16.2 0.000175 0.00079 0 16.2 0.000119 0 0.000536 12.7 0.000162 0.00073 0 12.7 0.000108 0 0.000486 9.2 0.00013 0.00059 0 9.2 0.000086 0 0.000387 5.7 0.000062 0.00028 0 5.7 0.00004 0 0.00018

MAX DESPLAZAMIENTO RELATIVO

0.0009

0.0006

LIMITE

0.007

0.007

CUMPLE

OK!

OK!

7.5.- Verificación de Cortante en la Base: Cortante Total en la Base (NTE-030 17.3) ASCENSOR Primero calculamos el Peso Del metrado de cargas: NIVEL STORY5 STORY6 STORY4 STORY3 STORY2 STORY1

ALTURA (m) 20.95 18.9 16.2 12.7 9.2 5.7 PESO TOTAL

MASA 0.0138 0.5644 0.1455 0.1455 0.1455 0.1455

PESO (ton) 1.38 56.44 14.55 14.55 14.55 14.55 116.02

16

De la expresión:

Vi 

ZUCS P , reemplazando para cada eje de análisis tenemos: 0.75 * R

ZUCS/(0.75*R) = 0.195 para todo los casos, puesto que Tp>T, C = 2.5

PARAMETROS EN X VALOR PARAMETROS EN Y VALOR ht (m) 20.95 ht (m) 20.95 CT 60 CT 60 Tx 0.349167 Ty 0.349167 Z 0.3 Z 0.3 U 1.3 U 1.3 S 1.2 S 1.2 Tp 0.6 Tp 0.6 C≤2.5 2.5 C≤2.6 2.5 R 6 R 6 C/R≥0.125 0.416667 C/R≥0.126 0.416667 ZUCS/0.75*R 0.26 ZUCS/0.75*R 0.26 P(ton) 116.02 P(ton) 116.02 Vxestático(ton) 30 VYestático(ton) 30

Cortante mínimo en la Base (NTE-030 18.2) ASCENSOR El cortante mínimo en la base para una estructura irregular analizada mediante un análisis por combinación modal (dinámico) es como mínimo el 80% del cortante total en la base (con la aplicación del factor de corrección exigido por la 18.2) para estructuras REGULARES y 90% del cortante en la base para estructuras IRREGULARES, esto es: Eje

X

Y

V (tn.)

27

27

Los cortantes dinámicos obtenidos son: Se observa que en ambas direcciones de análisis, la cortante dinámica es mayor al mínimo exigido en la NTE-030.

17

RESUMEN ESPECTRO SPEC1X SPEC1Y

DIR All All

F1 (ton) 3.46 1.04

F2 (ton) 1.06 3.53

MAX 3.46 3.53

EFECTO P-DELTA

NIVEL STORY5 STORY6 STORY4 STORY3 STORY2 STORY1

ALTURA ALTURA (m) ENTR. 20.95 2.05 18.9 2.7 16.2 3.5 12.7 3.5 9.2 3.5 5.7 5.7 SUMATORIA

PESO (ton)

Pi*hi

Pi*hi/ (SUMAPi*hi)

ViX

ViY

Ni

0.138 5.644 1.455 1.455 1.455 1.455 11.602

0.2829 15.2388 5.0925 5.0925 5.0925 8.2935 39.0927

0.0072 0.3898 0.1303 0.1303 0.1303 0.2121 1.0000

0.0250 1.3487 0.4507 0.4507 0.4507 0.7340 3.4600

0.0255 1.3760 0.4598 0.4598 0.4598 0.7489 3.5300

0.138 5.782 7.237 8.692 10.147 11.602

18

DESPLA. X NIVEL i

DESPLA. X NIVEL i

0.01305 0.00855 0.01125 0.0072 0.0072 0.00495 0.0045 0.00315 0.00225 0.0018 0.00045 0.00045 MAXIMO Qi LIMITE CUMPLE

QiX

QiY

0.000439 0.000223 0.000413 0.00031 0.000181 1.56E-05 0.000439 0.1 OK!

0.000287 0.000143 0.000284 0.000217 0.000145 1.56E-05 0.000287 0.1 OK!

8.- Memoria de Cálculo De acuerdo al estudio realizado, se observaron algunos puntos críticos en la estructura, los cuales serán analizados en esta sección para determinar que se cumpla con lo exigido en el Reglamento Nacional de Construcción. Las Vigas y columnas que confinan a los muros de albañilería deben seguir los lineamientos de la Norma E-0.70. Según esto se sabe que aquellos elementos estarán restringidos lateralmente por los muros, de manera que su análisis estará basado en la función que tienen de otorgar ductilidad y soporte ante el desmoronamiento a los mismos. 8.1.- Introducción de Datos al ETABS: ETABS v9.7.2 File:ASCENSOR Units:Ton-m mayo 28, 2013 16:19 PAGE 1 STORY DATA STORY

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STORY5 None STORY6 None STORY4 None STORY3 None STORY2 None STORY1 None BASE None

HEIGHT ELEVATION 2.050 20.950 2.700 18.900 3.500 16.200 3.500 12.700 3.500 9.200 5.700 5.700 0.000

ETABS v9.7.2 File:ASCENSOR Units:Ton-m mayo 28, 2013 16:19 PAGE 2 MATERIAL LIST BY ELEMENT TYPE ELEMENT TOTAL NUMBER TYPE MATERIAL MASS PIECES tons

NUMBER STUDS

19

Beam Wall Floor Ramp

CONC210 CONC210 CONC210 CONC210

4.23 99.77 14.77 13.66

9

0

ETABS v9.7.2 File:ASCENSOR Units:Ton-m mayo 28, 2013 16:19 PAGE 3 MATERIAL LIST BY SECTION ELEMENT SECTION TYPE

V30X45 ESCALERA ESCALERA MURO20 MURO30 LOSA20 LOSA15

Beam Floor Ramp Wall Wall Floor Floor

NUMBER PIECES meters 9

TOTAL LENGTH tons

TOTAL MASS

13.050 4.23 10.23 13.66 54.30 45.47 2.59 1.94

NUMBER STUDS

0

ETABS v9.7.2 File:ASCENSOR Units:Ton-m mayo 28, 2013 16:19 PAGE 4 MATERIAL LIST BY STORY

STORY

ELEMENT TYPE

TOTAL FLOOR UNIT NUMBER NUMBER MATERIAL WEIGHT AREA WEIGHT PIECES STUDS tons m2 kg/m2

STORY5 STORY5

Wall Floor

CONC210 CONC210

9.15 1.94

5.400 1694.6667 5.400 360.0000

STORY6 STORY6

Wall Floor

CONC210 CONC210

12.05 2.59

5.400 2232.0000 5.400 480.0000

STORY4 STORY4 STORY4 STORY4

Beam Wall Floor Ramp

CONC210 CONC210 CONC210 CONC210

0.47 16.63 2.56 3.36

7.105 66.1224 7.105 2340.8867 7.105 360.0000 7.105 472.8201

1

0

STORY3 STORY3 STORY3 STORY3

Beam Wall Floor Ramp

CONC210 CONC210 CONC210 CONC210

0.94 16.63 2.56 3.36

7.105 7.105 7.105 7.105

132.2449 2340.8867 360.0000 472.8201

2

0

STORY2 STORY2 STORY2 STORY2

Beam Wall Floor Ramp

CONC210 CONC210 CONC210 CONC210

0.94 16.63 2.56 3.36

7.105 7.105 7.105 7.105

132.2449 2340.8867 360.0000 472.8201

2

0

20

STORY1 STORY1 STORY1 STORY1

Beam Wall Floor Ramp

SUM SUM SUM SUM

Beam Wall Floor Ramp

TOTAL

All

CONC210 CONC210 CONC210 CONC210 CONC210 CONC210 CONC210 CONC210 All

1.88 28.67 2.56 3.59

264.4898 4035.2428 360.0000 504.7556

4

0

4.23 39.220 107.8072 99.77 39.220 2543.8654 14.77 39.220 376.5222 13.66 39.220 348.4052

9

0

132.43

7.105 7.105 7.105 7.105

39.220 3376.5999

9

0

8.2.- Resultados del análisis del ETABS:

Load Combinations Load Combinations Combination Name DL

Combination Definition 1.400*DEAD + 1.700*LIVE

DLB

1.700*LIVEB + 1.400*DEAD

DLC

1.400*DEAD + 1.700*LIVEC

S DLS

0.750*SISMOX + 0.250*SISMOY 1.250*DEAD + 1.250*LIVE + 1.250*S

DLSB

1.250*DEAD + 1.250*LIVEB + 1.250*S

DLSC

1.250*DEAD + 1.250*LIVEC + 1.250*S

DS ENVLVNT1

0.900*DEAD + 1.250*S ENVE[1.000*DL, 1.000*DLB, 1.000*DLC, 1.000*DLS, 1.000*DLSB, 1.000*DLSC, 1.000*DS]

DLSX

1.250*DEAD + 1.250*LIVE + 1.250*SPEC1X

DLSY

1.250*DEAD + 1.250*LIVE + 1.250*SPEC2Y

DLSBX

1.250*DEAD + 1.250*LIVEB + 1.250*SPEC1X

DLSBY

1.250*DEAD + 1.250*LIVEB + 1.250*SPEC2Y

DLSCX

1.250*DEAD + 1.250*LIVEC + 1.250*SPEC1X

DLSCY

1.250*DEAD + 1.250*LIVEC + 1.250*SPEC2Y

DSX

0.900*DEAD + 1.250*SPEC1X

DSY

0.900*DEAD + 1.250*SPEC2Y

21

9.- Diseño de elementos Estructurales

9.1. Diseño de Vigas

DISEÑO DE LA VIGA 30X45 (VIGA CRITICA)

22

1. CALCULO DE ACERO NEGATIVO X=70.00 cm 1/4 b=

30

cm

3/8

h=

45

cm

175 1/2

r=

4

cm

210 5/8

f'c =

210

Kg/cm2

280 3/4

fy = Mu = Ø=

4200 17063 0.9

Kg/cm2 Kg.cm

350 420

1

0.3 2 0.7 2 1.2 7 1.9 8 2.8 5 5.0 7

I. INDICE DE REFUERZO

Wmin = Wmax = W=

0.002 1.693 0.002

II. CUANTIA BASICA DEL ACERO

ρmin = ρmax = ρ=

0.01% 8.47% 0.01%

III. CUANTIA BALANCEADA DEL ACERO

β1 =

ρb = 0.75ρb =

0.85

2.14% 1.61% 23

ρ ≤ 0.75ρb → Falla Ductil IV. ACERO CALCULADO

Ac =

0.110

cm2

Asmin =

4.129

cm2

Asmin =

3.395

cm2

V. ACERO MINIMO

Se toma el mayor de las 2 fórmulas anteriores Asmin =

4.129

cm2

As(4/3Ac) =

0.147

cm2

VI. ACERO REQUERIDO Cuando el acero calculado (Ac) es mayor que el Asmin, entonces el acero calculado prevalece, pero cuando es menor todavia hay que añadirle 1/3 al acero calculado y luego comparar con el mínimo y prevalece el menor (ACI 15.5.3). As = 0.147 cm2 0.12 Ø 1/2 2. CALCULO DE ACERO POSITIVO X=70.00 cm b= h= r= f'c = fy = Mu = Ø=

30 45 4 210 4200 17063 0.9

cm cm cm Kg/cm2 Kg/cm2 Kg.cm

24

I. INDICE DE REFUERZO

Wmin = Wmax = W=

0.002 1.693 0.002

II. CUANTIA BASICA DEL ACERO

ρmin = ρmax = ρ=

0.01% 8.47% 0.01%

III. CUANTIA BALANCEADA DEL ACERO

β1 =

ρb = 0.75ρb =

0.85

2.14% 1.61%

ρ ≤ 0.75ρb → Falla Ductil IV. ACERO CALCULADO

Ac =

0.110

cm2

V. ACERO MINIMO

25

Asmin =

4.129

cm2

Asmin =

3.395

cm2

Se toma el mayor de las 2 fórmulas anteriores Asmin =

4.129

cm2

As(4/3Ac) =

0.147

cm2

VI. ACERO REQUERIDO Cuando el acero calculado (Ac) es mayor que el Asmin, entonces el acero calculado prevalece, pero cuando es menor todavia hay que añadirle 1/3 al acero calculado y luego comparar con el mínimo y prevalece el menor (ACI 15.5.3). As = 0.147 cm2 0.12 Ø 1/2 3. CALCULO DE ACERO NEGATIVO X=0.00cm b= h= r= f'c = fy = Mu = Ø=

30 45 4 210 4200 16717 0.9

cm cm cm Kg/cm2 Kg/cm2 Kg.cm

I. INDICE DE REFUERZO

Wmin = Wmax = W=

0.002 1.693 0.002

II. CUANTIA BASICA DEL ACERO

ρmin = ρmax =

0.01% 8.47% 26

ρ=

0.01%

III. CUANTIA BALANCEADA DEL ACERO

β1 =

ρb = 0.75ρb =

0.85

2.14% 1.61%

ρ ≤ 0.75ρb → Falla Ductil IV. ACERO CALCULADO

Ac =

0.108

cm2

Asmin =

4.129

cm2

Asmin =

3.395

cm2

V. ACERO MINIMO

Se toma el mayor de las 2 fórmulas anteriores Asmin =

4.129

cm2

As(4/3Ac) =

0.144

cm2

27

VI. ACERO REQUERIDO Cuando el acero calculado (Ac) es mayor que el Asmin, entonces el acero calculado prevalece, pero cuando es menor todavia hay que añadirle 1/3 al acero calculado y luego comparar con el mínimo y prevalece el menor (ACI 15.5.3). As = 0.144 cm2 0.11 Ø 1/2 4. CALCULO DE ACERO POSITIVO X=0.00 cm b= h= r= f'c = fy = Mu = Ø=

30 45 4 210 4200 16717 0.9

cm cm cm Kg/cm2 Kg/cm2 Kg.cm

I. INDICE DE REFUERZO

Wmin = Wmax = W=

0.002 1.693 0.002

II. CUANTIA BASICA DEL ACERO

ρmin = ρmax = ρ=

0.01% 8.47% 0.01%

III. CUANTIA BALANCEADA DEL ACERO

β1 =

0.85

28

ρb = 0.75ρb =

2.14% 1.61%

ρ ≤ 0.75ρb → Falla Ductil IV. ACERO CALCULADO

Ac =

0.108

cm2

Asmin =

4.129

cm2

Asmin =

3.395

cm2

V. ACERO MINIMO

Se toma el mayor de las 2 fórmulas anteriores Asmin =

4.129

cm2

As(4/3Ac) =

0.144

cm2

VI. ACERO REQUERIDO Cuando el acero calculado (Ac) es mayor que el Asmin, entonces el acero calculado prevalece, pero cuando es menor todavia hay que añadirle 1/3 al acero calculado y luego comparar con el mínimo y prevalece el menor (ACI 15.5.3). As = 0.144 cm2 0.11 Ø 1/2

29

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. 1.- Se están realizando los cálculos respetando estrictamente las normas planteadas por el Reglamento Nacional de Construcciones planteado el año 2006 y modificado el año 2010. 2.- Se han respetado los procedimientos recomendados por las normas. 3.- La construcción es de importancia de tipo B planteado por el reglamento por lo que los valores tomados para las cargas vivas en el cálculo son los siguientes: Proyectado Peso propio elementos de concreto armado Peso propio piso terminado

= =

2400 100

Kg/m3 Kg/m2

Cuarto de Máquinas Peso propio cuarto de máquinas

=

650

Kg/m3

Cargas Vivas (L): Sobrecarga de piso Sobrecarga de archivos Sobrecarga corredores y escaleras Sobrecarga de azotea % de carga adicional

=

= 300 Kg/m2 = 750 kg/cm2 = 400 Kg/m2 = 100 Kg/m2 50% de las carcas de peso propio

Cargas de Sismo (EQ): Según Norma Peruana de Estructuras

Sa

=

(ZUCS.g) /R

4.- Los Valores del Cálculo Sísmico son los siguientes: PARAMETROS FACTOR DE ZONA (%g) FACTOR DE USO FACTOR DE SUELO PERIODO DEL SUELO COEFICIENTE DE REDUCCIÓN

Z= U= S= Tp = R=

0.3 1.3 1.2 0.6 6

5.- Los resultados para TODOS los módulos cumplen con todos los parámetros propuestos por el reglamento. 6.- Se adjunta CD con datos de cálculo. 7.- Para el cálculo estructural se ha utilizado el programa ETABS, y para el dimensionamiento y diseño se ha tenido en cuenta el reglamento y procedimientos de cálculo del ACI 2005. 8.- El cálculo se ha subdividido en 03 módulos, para su mayor comprensión e integración, dada la irregularidad e importancia de la infraesctructura, que son: MODULO 1 (extremo superior derecho de la infraestructura, MODULO 2 (extremo inferior izquierdo) y MODULO 3(extremo superior izquierdo, sobre el modulo 2 y en el lado iquierdo del módulo 1). 9.- El módulo 2 tiene como característica principal 01 ascensor y o1 sótano para las instalaciones eléctricas que se analizará separadamente. 30

10.- el módulo 3 tiene como característica principal 01 reservorio contra incendio de 35 m3, ubicado en la zona del garaje por debajo del nivel del terreno natural.

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31

PLANOS

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