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• Carlos Alejandro Mendoza

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U M.R.P.S.F.X.CH. FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL DISEÑO SISMO RESISTENTE METODO ESTÁTICO Ejemplo: MANUAL DE DISEÑO SISMORESISTENTE PARA BOLIVIA PATRICK PUTMAN P. (2016) Determinar la distribución vertical de fuerzas sísmicas usando el método de la fuerza horizontal equivalente para un edificio de concreto armado, sistemas aporticado de 5 niveles (rigido) sin sótanos, ubicado en el Departamento de Chuquisaca, provincia Oropeza( zona 5) , sobre un suelo muy denso (suelo rigido) . Usada como edificaciones de vivienda con altura de entrepiso de 4m. En el primer nivel y 3m. en el resto de los niveles, muro en azotea de 1.20m; posee losa maciza de espesor 15cm, vigas de 30x40 cm y columnas de 35x35 cm en toda la edificación, sobrecarga de uso 200 Kg/m2 para residenciales

Datos.Ubicación: Departamento de Chuquisaca, provincia Oropeza Tipo de Suelo: Suelo rígido Uso de Edificación: Edificación de Vivienda (Estructuras de Ocupación Normal) Tipo de Estructura: Estructura de Hormigón Armado (Regular) Sobrecarga de uso: 200 Kg/m PLANOS DE LA EDIFICACIÓN. PLANTA:

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ELEVACIÓN:

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U M.R.P.S.F.X.CH. FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL MANUAL DE DISEÑO SISMORESISTENTE PARA BOLIVIA PATRICK PUTMAN P. (2016)

ANALISIS TOTAL DE LA EDIFICACIÓN  NIVEL BASE (piso 1) Cálculo Peso Losa Espesor losa = 0.15 m Peso Específico H°A° = 2400 Kg/m³ Superficie = 120 m²

𝑾𝒍𝒐𝒔𝒂= ((0.15 𝑚 × 2400Kgm3) ×120 m2=43200 𝑘𝑔. Cálculo Peso Vigas Sección = 0.30 x 0.40 m. Altura losa = 0.15 m. Longitud de vigas = 77 m. 𝑾𝒗𝒊𝒈𝒂= 0.30 𝑚 × (0.40 𝑚 −0.15 𝑚) × 77 𝑚 × 2400Kgm3=13860 𝐾𝑔.

Cálculo Peso Columna Sección = 0.35 x 0.35 m. N° columnas = 12

𝑾𝒄𝒐𝒍𝒖𝒎𝒏𝒂= 0.35 𝑚 ×0.35 𝑚 × (2𝑚+1.5𝑚) ×2400Kgm3×12=12348 𝐾𝑔. Cálculo Peso Tabiquería Tabiquería = 150 Kg/m² 𝑾𝒕𝒂𝒃𝒊𝒒𝒖𝒆𝒓𝒊𝒂= 150 Kg/m²×120 m2=18000 𝑘𝑔. 𝑾𝒏𝒊𝒗𝒆𝒍 𝟏= 43200 𝑘𝑔. + 13860 𝐾𝑔. + 12348 𝐾𝑔. + 18000 𝑘𝑔. =87408 𝐾𝑔.

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U M.R.P.S.F.X.CH. FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL  NIVEL TIPO (piso2 al piso 4) Cálculo Peso Losa Espesor losa = 0.15 m Peso Específico H°A° = 2400 Kg/m³ Superficie = 120 m² 𝑾𝒍𝒐𝒔𝒂= (0.15 𝑚 × 2400Kgm3) ×120 m2=43200 kg Cálculo Peso Vigas Sección = 0.30 x 0.40 m. Altura losa = 0.15 m. Longitud de vigas = 77 m. 𝑾𝒗𝒊𝒈𝒂= 0.30 𝑚 × (0.40 𝑚 −0.15) × 77 𝑚 × 2400Kgm3=13860 𝐾𝑔. Cálculo Peso Columna Sección = 0.35 x 0.35 m. N° columnas = 12

𝑾𝒄𝒐𝒍𝒖𝒎𝒏𝒂= 0.35 𝑚 ×0.35 𝑚 × (1.5𝑚+1.5𝑚) ×2400Kgm3×12=10584 𝐾𝑔. Cálculo Peso Tabiquería Tabiquería = 150 Kg/m² 𝑾𝒕𝒂𝒃𝒊𝒒𝒖𝒆𝒓𝒊𝒂= 150 Kg/m²×120 m2=18000 𝑘𝑔. 𝑾𝒏𝒊𝒗𝒆𝒍 𝟐−𝟒= 43200 𝑘𝑔. + 13860 𝐾𝑔. + 10584 𝐾𝑔. + 18000 𝑘𝑔. =85644 𝐾𝑔.

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U M.R.P.S.F.X.CH. FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL  NIVEL ÚLTIMO (piso 5) Cálculo Peso Losa Espesor losa = 0.15 m Peso Específico H°A° = 2400 Kg/m³ Superficie = 120 m²

𝑾𝒍𝒐𝒔𝒂= (0.15 𝑚 × 2400Kgm3) × 120 m2=43200 𝑘𝑔. Cálculo Peso Vigas Sección = 0.30 x 0.40 m. Altura losa = 0.15 m. Longitud de vigas = 77 m. 𝑾𝒗𝒊𝒈𝒂= 0.30 𝑚 × (0.40 𝑚 −0.15 𝑚) ×77 𝑚 × 2400Kgm3=13860 𝐾𝑔. Cálculo Peso Columna Sección = 0.35 x 0.35 m. N° columnas = 12

𝑾𝒄𝒐𝒍𝒖𝒎𝒏𝒂= 0.35 𝑚 ×0.35 𝑚 × (1.5𝑚+1.2𝑚) × 2400Kg/m3×12=9525.6 𝐾𝑔. 𝑾𝒏𝒊𝒗𝒆𝒍 𝟓= 43200 𝑘𝑔. + 13860 𝐾𝑔. + 9525.6 𝐾𝑔. =66585.6 𝐾𝑔. 𝑾𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍= 87408 𝑘𝑔. + (85644 𝐾𝑔. ×3) + 66585.6 𝐾𝑔. = 407925.6 𝐾𝑔.  TABLA DE RESUMEN DE LAS PESOS

PESO DE CADA NIVEL W1= 87408 W2= 85644 W3= 85644 W4= 85644 W5= 66585.6

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U M.R.P.S.F.X.CH. FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL  CARGA VIVA - CARGA VIVA REDUCIDA VALORES RECOMENDADOS PARA LA CARGA VIVA REDUCIDA (kg/m2) CARGA VIVA CARGA VIVA USO DE EDIFICIO (kg/m2) REDUCIDA (kg/m2) BIBLIOTECA (Área Lectura)

300

150

BIBLIOTECA (Área Archivo)

600

450

600

400

1200

550

>1500

1000

250 300 500

100 150 200

400

200

600

350

200

100

>300 200

150 80

400

200

500

250

500

300

300

150

250

100

OFICINAS (Áreas públicas equipadas)

500

250

TEATROS, ESTADIOS, CINES, ETC

Asientos Fijos

300

150

TEATROS, ESTADIOS, CINES, ETC

área de Escenarios

450

200

TEATROS, ESTADIOS, CINES, ETC

Áreas de Uso general

500

300

TEATROS, ESTADIOS, CINES, ETC

TIENDAS, SUPERMERCADOS

500

350

100 200

40 80

250

100

100

40

BODEGAS (Mercadería Liviana) BODEGAS (Mercadería Pesada) BODEGAS FRIGORIFICOS CARCELES ESCUELAS ESTACIONAMIENTOS FABRICAS (Maquinaria Liviana) FABRICAS (Maquinaria Pesada) HOSPITALES (Área Internados) HOSPITALES (Otras Áreas) HOTELES (Habitaciones) HOTELES (Cocinas y lavanderías) HOTELES (Salones y Comedores IGLESIAS (Sin asientos Fijos IGLESIAS (Con asientos fijos) OFICINAS (Sin equipos)

VIVIENDAS VIVIENDAS VIVIENDAS VIVIENDAS

Áreas no habitables Áreas de uso General Balcones, Terrazas y escaleras Techos, Azoteas, Cubiertas

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U M.R.P.S.F.X.CH. FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Donde: SCU= Sobre carga de uso

SCU= Área supe.=

CR= Carga reducido SCR= Carga viva reducida

200 kg/m2 120 m 2

CR= 80

𝑆𝐶𝑅 = 𝐶𝑅 ∗ 𝐴𝑟𝑒𝑎 𝑆𝑢𝑝. =

kg/m2

80𝐾𝑔 ∗ 120 𝑚2 𝑚2

𝑆𝐶𝑅 = 9600 𝑘𝑔 kg SCR=

ton 9600

9,6

 TABLA DE RESUMEN DE LAS PESOS SOBRE CARGA DE USO SC1= 9600 SC2= 9600 SC3= 9600 SC4= 9600 SC5= 9600

 PESOS TOTALES EN LAS ESTRUCTURA:

NIVEL NIVEL 1 NIVEL 2 NIVEL 3 NIVEL 4 NIVEL 5

PESO DE CADA NIVEL W1= 87408 W2= 85644 W3= 85644 W4= 85644 W5= 66585.6

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SOBRE CARGA DE USO SC1= 9600 SC2= 9600 SC3= 9600 SC4= 9600 SC5= 9600

Wt1= Wt2= Wt3= Wt4= Wt5=

W total 97008 95244 95244 95244 76185,6 ∑=458925,6

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U M.R.P.S.F.X.CH. FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL PASO 1. CALCULO DE PERIODO FUNDAMENTAL (T)

PERIODO FUNDAMENTAL estructuras metálicas dúctiles aporticadas

T

H/35

T estructuras de H°A° en las cuales al menos el 80% del cortante basal es resistido por columnas y menos del 20% por muros de corte

H/35

estructuras de H°A° en las cuales al menos el 25% del cortante basal es resistido por columnas y menores del 75% por muros de corte

T

H/45

estructuras de H°A° en las cuales al menos el 80% del cortante basal es resistido por muros de corte

T

H/60

estructuras de H°A° en las cuales todos los muros y paredes son de H°A°(edificios construidos con formaletas) muros de ductilidad limitada MDL(alta densidad de muros y normalmente armados con una sola hilera de armadura central)

𝐻3 0.075 ∗ √ 2 (𝐿 + 𝐻 ∗ 𝐿) T

estructuras de madera que vayan a ser diseñadas de acuerdo al manual de diseño de maderas del grupo andino por tensiones admisibles

Muros portantes de ladrillo o bloques de hormigón ya sean confinados o armados diseñados por límites de rotura

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T

T

H/35

𝐻3 0.055 ∗ √ (2 ∗ 𝐿2 + 𝐻 ∗ 𝐿)

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U M.R.P.S.F.X.CH. FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Donde: T = Periodo funfamental H= Altura total de la estructura

𝑇=

H 16𝑚 = 35 35𝑚

𝑻 = 𝟎. 𝟒𝟓𝟕s

PASO 2. FACTOR DE AMPLIFICACION SISMICA (C) Donde: Ts= Periodo que define la meseta inferior Tp= Periodo que define la meseta superior T = Periodo fundamental

𝐶 = 2.5 ∗

𝐶 = 2.5 ∗

SUELO MUY RIGIDO Ts= TP=

0,1 0,4

𝑇𝑃 ≤ 2.5 𝑇

0.4 = 2.1875 ≤ 2.5 0.457

𝑪 = 𝟐. 𝟓

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U M.R.P.S.F.X.CH. FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL PASO 3. CATEGORIA DE LOS EDIFICIOS (U) CATEGORÍA DE LOS EDIFICIOS (U) U 1,4 1,5 1,4 1,4 CATEGORÍA 1,4 1,4 A 1,4 U 1,3 1,25 1,25 1,25 CATEGORÍA 1,25 B 1,25 U 1 1 CATEGORÍA 1 C 1

Hospitales de primer nivel y centros de salud solo hospitales de segundo y tercer nivel Centrales de socorro (policía, bomberos, etc.) escuelas y/o centros educativos centrales eléctricas y de comunicación reservorios de agua y combustible depósitos de materiales tóxicos y/o inflamables puestos de salud iglesia estudian centros comerciales depósito de alimentos museos y bibliotecas viviendas oficinas hoteles restaurantes

CATEGORIA C:

U=1

PASO 4. ZONA SISMICA ACELERACIÓN DEL TERRENO Z=A/G ZONA Z 1 0,05g 2 0,1g 3 0,15g 4 0,2g 5 0,25g

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ZONA 5:

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Z=0.25g

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PASO 5. TIPOS DE SUELOS (S) TIPO DE SUELO CAPACIDAD ZONA TIPO PORTANTE (KG/CM2) Suelo tipo muy rígido >=3 s1 Suelo tipo intermedio >=1,2