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• Jorge Rivera

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MEMORIA DE ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL PROYECTO REDISENCIA SRA. NORMA ANALUISA

INTRODUCCIÓN ➢ ➢ ➢ ➢ ➢ ➢

ANTECEDENTES UBICACIÓN DEL PROYECTO PROPUESTA ESTRUCTURAL RIESGO SÍSMICO – ESPECTRO DE DISEÑO CODIGOS, CARGAS Y ESPECIFICACIONES DE RESISTENCIA ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURALES

Preparado para: Departamento de Obras Publicas Fecha: diciembre de 2019 Versión: 01

1.

INTRODUCCION

1.1. DESCRIPCIÓN ESTRUCTURAL 1.2. UBICACIÓN El proyecto de residencia de la señora Norma Analuisa, se encuentra ubicado en el barrio la florida entre las calles 22 de junio y calle la florida

PROYECTO DE LA SEÑORA NORMA ANALUISA

Fig. Nº1 Ubicación

1.3. PROPUESTA ARQUITECTONICA

El proyecto arquitectónico se divide en tres departamentos y un local comercial, el primer departamento en la planta baja con ingreso principal desde la calle la florida, está conformado por un dormitorio, cocina, sala, y un baño; el segundo y tercer departamento, se encuentran en la segunda planta N+3.55 m; de igual forma estos departamentos constan de dos dormitorios, cocina, sala, dos baños.

Fig. Nº2 Esquema Arquitectónico 1.3. 1.3.1.

PROPUESTA ESTRUCTURAL DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA ESTRUCTURAL

1.1.4.1 Descripción General El sistema estructural de la edificación consistirá básicamente de pórticos especiales sismo – resistentes de hormigón armado con una cubierta de acero lamiando en caliente o con elementos armados de tubería estructural circular y cuadrada, las cuales son diseñados para resistir de manera adecuada tanto las cargas verticales debidas al peso de la estructura y al uso de la misma, así como cargas laterales debidas a sismos y viento. El sistema fundamental de entrepiso estará formado por una losa alivianada. El sistema resultante, proporciona una gran flexibilidad y durabilidad para el proyecto arquitectónico.

1.1.4.2 Sistemas de Entrepiso El sistema de entrepiso típico consistirá en una losa alivianada de hormigón armado. El espesor total de la losa será de 25 cm para la planta del nivel N+3.55 m. El espesor de la losa proporcionará una adecuada rigidez al sistema ayudando a controlar deflexiones y vibraciones, y a la vez proporcionando un diafragma horizontal que transmite las cargas laterales de sismo a los elementos del sistema lateral de la estructura. La losa será soportada por vigas principales y secundarias, las cuales son soportadas a su vez por las columnas de la edificación.

1.1.4.3 Sistema para cargas de gravedad y laterales El sistema para cargas de gravedad y laterales de la estructura consiste en pórticos especiales sismoresistentes de hormigón armado conectados en su cubierta por una estructura de acero laminado en caliente. Este sistema resistirá las cargas verticales provenientes del peso de la estructura, componentes no estructurales, y cargas debidas al uso mismo de la estructura. Este sistema servirá también para resistir las cargas de sismo y viento, así como para proporcionar estabilidad a la edificación. El diseño de las columnas y vigas se ha realizado cumpliendo las especificaciones para diseño sismo resistente tanto de la Norma Ecuatoriana de la Construcción (NEC), así como del Instituto Americano del Concreto (ACI 318-14).

1.4.1.4 Cimentación La subestructura de la edificación consta de plintos aislados de concreto reforzado.

2

CRITERIOS DE DISEÑO ESTRUCTURAL

2.1 Normas y Códigos 2.1.1 Normas Ecuatorianas (Versión Enero-2015) Norma Ecuatoriana de la Construcción NEC-SE-CG (Cargas gravitacionales). Norma Ecuatoriana de la Construcción NEC-SE-DS (Peligro sísmico). Norma Ecuatoriana de la Construcción NEC-SE-HM (Hormigón armado). Norma Ecuatoriana de la Construcción NEC-SE-AC (Estructura acero).

2.1.2

Normas y Códigos Internacionales

Además del uso de la Norma Ecuatoriana de la Construcción, los siguientes códigos y estándares Internacionales fueron utilizados para el diseño de la edificación. • • • •

Building Code Requirement for Reinforced Concrete, ACI 318-14, American Concrete Institute (ACI). Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures, ASCE 7-10, American Society of Civil Engineers (ASCE). ANSI / AISC 341-10 ANSI / AISC 360-10

2.2 Materiales. 2.2.1 Hormigón Simple.

Descripción

Resistencia a la Compresión - 28 días kg/cm2

Plintos aislados

210

Losa alivianada, vigas columnas

210

Replantillos

180

2.2.2 Acero de Refuerzo. Descripción

Estándares ASTM

Varillas de Acero de Refuerzo

ASTM A706 – fy=4200 kg/cm2

Malla Electro soldada

ASTM A185 o A 497

Acero laminado en caliente

ASTM A36 – fy=2530 kg/cm2

Acero laminado en frio

ASTM A36 – fy=2320 kg/cm2

2.3 Cargas de Diseño. 2.3.1. Cargas Muertas Debidas a Peso Propio de la Estructura. Las cargas muertas debidas al peso propio de la estructura se consideran directamente en el análisis, multiplicando al volumen de cada elemento estructural por el peso unitario del material. Los siguientes pesos unitarios fueron usados:

Material

Peso Unitario

Comentarios

kg/m3 Acero Estructural

7850

Concreto reforzado

2400

2.3.2. SOBRECARGAS CARGAS MUERTAS Y CARGAS VIVAS.

Ítem

Función

1

Primera Planta Alta

2

kg/m2

Sobrecarga Muerta (SDL)

300

Carga Viva (LL)

200

Comentarios

Incluye acabado de piso, cielo raso, instalaciones típicas (mecánicas, eléctricas y sanitarias) y mortero para nivelación. Áreas de Residencial

Cubierta o Terraza Sobrecarga Muerta (SDL)

100

Carga Viva (LL)

75

Cubierta Inclinada Carga de ceniza volcánica

NOTA: Los valores de las cargas vivas corresponden a los diferentes usos u ocupaciones de las áreas. Según NEC y ASCE7-10, Capítulo 4. Algunos valores de la carga vivan son mayores a los mínimos Especificados por los códigos.

3

RIESGO SÍSMICO

La estructura Mixta de hormigón armado y de acero, se proyecta en cantón Palora, Provincia de Morona Santiago, sin embargo, como se sabe actualmente, el cantón se encuentra ubicado en la zona III del mapa de zonificación sísmica (alto riesgo sísmico) por lo cual se vería afectada por la ocurrencia de un terremoto de características destructivas. Varias son las fuentes probables de sismos que afectan a la ciudad que, en forma general, se enuncian a continuación: ➢ ➢ ➢

Movimientos a gran escala: Subducción de la Placa Nazca Fallas locales Erupciones volcánicas

3.1. SUBDUCCIÓN DE LA PLACA NAZCA La Placa Nazca está produciendo continuamente sismos superficiales en la costa, los que tienen como epicentro la Fosa Ecuador y sismos profundos hacia el interior del continente, bajo la cordillera de los Andes o en las llanuras orientales.

3.2. FALLAS LOCALES Debido a la falta de estudios, no se ha llegado a determinar la existencia o no de fallas, pero esto no elimina ningún riesgo.

3.3. PELIGROSIDAD SÍSMICA La provincia de Morona Santiago presenta un gran número de sismos muchos de ellos superan los 4 Mw, (Magnitud Momento) lo expresado anteriormente justifica más que plenamente el hecho de que dentro del mapa de riesgo del país, Palora está ubicado en la zona de alto riesgo, con una aceleración máxima esperada de .30g (Z=.30g).

Fig. Nº3 Mapa de Zonificación Por tanto, el análisis a carga sísmica aplicada a la estructura se realizará utilizando la fórmula seudo-estática de la Norma Ecuatoriana de la Construcción NEC-SE-CS.

3.3.1 CARGA SÍSMICA La carga sísmica se consideró 100%, de la carga muerta (D), correspondiente al Capítulo de la norma NEC-SE-CG 1: Cargas y Materiales, la cual es multiplicada por el coeficiente sísmico según el Capítulo 2: Peligro sísmico y requisitos de diseño sismo resistente, de la Norma Ecuatoriana de la Construcción NEC-SE-DS.

ESPECTRO DE ACELERACIÓN NEC 15 CALCULO DE LAS FUERZAS LATERALES DE ACUERDO AL MÉTODO ESTÁTICO 1. FACTOR DE ZONA SISMICA (Z) Zona Sísmica PALORA Sec 10.2 Oriente III Sec 3.1.1 Z=

0.3

2. TIPO DE USO DE LA EDIFICACIÓN Factor de Importancia:

Otras estructuras I=

1.00

Sec 4.1

D

Sec 3.2.1

0.055 0.9

Sec 6.3.3

7.85

m

T N -NEC2015 =

0.351

seg

T N-ETABS=

0.333

seg

%Variación

0.95

Ok

3. TIPO DE SUELO Perfil de suelo tipo=

4. CONFIGURACION ESTRUCTURAL Configuración

Sin muros estructurales ni diagonales rigidizadoras Ct= α= Altura máxima de la estructura hn=

5. PERIODO FUNDAMENTAL DE VIBRACIÒN

6. CÁLCULO DE ACELERACIÓN

Fa= Fd= Fs= To= Tc=

η= r=

NEC 2015 1.30 1.36 1.11 0.12 0.64

ESTUDIO DE SUELOS 1.2 1.19 1.28 0.127 seg 0.698 seg

2.60 1 Sa=

1.0140

Sec. 3.3.1

7. FACTOR DE REDUCCIÓN DE RESISTENCIA SÍSMICA R=

Sec. 6.3.4 8

Φp=

1.00

8. FACTOR DE IRREGULARIDAD 8.1. Irregularidad en Planta

8.2. Irregularidad en elevación E= 2339281.94 kg/cm2 8.2.1. Tipo 1 La rigidez de un piso K1 < 0.7 de la rigidez K2 del piso superior. La rigidez de un piso K1 < 0.8 del promedio de las rigideces de los 3 pisos subsiguientes (K2,K3,K4) ΦEi sentido X = 1.00 ΦEi sentido Y = 1.00 8.2.2. Tipo 2 Existe diferencia de hasta 50% de la masa de un piso con respecto de otro subsiguiente ΦEi sentido X = ΦEi sentido Y =

1.00 1.00

8.2.3 Tipo 3 Existe diferencia entre las medidas globales de cada planta (irregularidad geometrica a>1.3b) ΦEi sentido X = ΦEi sentido Y =

1.00 1.00

8.2.6 Resumen ΦEAx= ΦEBx= ΦECx=

1.00 1.00 1.00

ΦEAy= ΦEBy= ΦECy=

1.00 1.00 1.00

ΦEx= ΦEy=

1.00 1.00

0.1268 0.1268

t t

ΦEx= ΦEA*ΦEB*ΦEC

9. CALCULO DEL CORTANTE BASAL V'x= V'y=

Fuerza Adicional Ft= 0.07*T*V Ft= 0.00 V= V'-Ft Vx= 0.1268 Vy= 0.1268 10. DISTRIBUCION VERTICAL DE FUERZAS SISMICAS LATERALES T (s)

K

T