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• Edwin Cornejo

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MEMORIA DESCRIPTIVA Y CALCULO SISMICO

PROYECTO: VIVIENDA MULTIFAMILIAR DEPARTAMENTO: PROVINCIA: DISTRITO:

CUSCO CUSCO CUSCO

PROPIETARIO: JORGE DARIO CAMI ALVAREZ AGOSTO DEL 2018

CALCULO SISMICO

INDICE GENERAL 1 GENERALIDADES 1.1 NORMAS EMPLEADAS 1.2 ESPECIFICACIONES – MATERIALES EMPLEADOS 1.3 CARACTERÍSTICAS DEL TERRENO Y CONSIDERACIONES DE CIMENTACIÓN 2. IDENTIFICACIÓN DEL PROYECTO 2.1 REFERENCIAS 2.1.1 ARQUITECTURA Y CONFIGURACIÓN GEOMÉTRICA 2.1.2 ESTRUCTURACIÓN 2.2 ESTADOS DE CARGAS Y COMBINACIONES DE CARGAS 2.2.1 ESTADOS DE CARGAS 2.2.2 COMBINACIONES DE CARGAS 2.2.3 CARGAS APLICADAS A LAS LOSAS 2.3 ANÁLISIS SÍSMICO 2.3.1 FACTORES PARA EL ANÁLISIS 2.3.2 ANÁLISIS DINÁMICO (ANÁLISIS MODAL DE RESPUESTA ESPECTRAL) 2.3.2.1 ESPECTRO DE PSEUDO ACELERACIONES 2.3.2.2 PERIODOS Y MASA PARTICIPANTE 2.3.3 ANÁLISIS ESTÁTICO (ANÁLISIS DE LA FUERZA HORIZONTAL EQUIVALENTE) 2.3.3.1 PESO DE LA ESTRUCTURA (P) 2.3.3.2 FACTOR DE AMPLIFICACIÓN SÍSMICA (C) Y PERIODO FUNDAMENTAL (T) 2.3.3.3 FUERZA CORTANTE EN LA BASE (V) 2.3.3.4 DISTRIBUCIÓN DE FUERZA CORTANTE EN ELEVACIÓN 2.3.4 FUERZA CORTANTE PARA EL DISEÑO DE COMPONENTES ESTRUCTURALES 2.4 FORMULACION Y EVALUACION 2.4.1 CONTROL DE DESPLAZAMIENTOS LATERALES 2.4.2 CONTROL DE DESPLAZAMIENTOS RELATIVOS DE ENTREPISO (DERIVAS)

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CALCULO SISMICO

1.

GENERALIDADES. -

La presente Memoria corresponde al análisis sísmico de la edificación “VIVIENDA MULTIFAMILIAR”, propiedad del Sr. JORGE DARIO CAMI ALVAREZ; edificación con ubicación en la calle 2 de octubre, Lote B – 6, en la Urb. Pueblo Libre, distrito de Cusco, Provincia y Departamento de Cusco.

1.1. NORMAS EMPLEADAS Se sigue las disposiciones de los Reglamentos y Normas Nacionales e Internacionales descritos a continuación.  Reglamento Nacional de Edificaciones (Perú) - Normas Técnicas de Edificación (N.T.E.): 

NTE E.020 “Cargas”



NTE E.030 “Diseño Sismo resistente”



NTE E.050 “Suelos y Cimentaciones”



NTE E.060 “Concreto Armado”



NTE E.070 “Albañilería”

 A.C.I. 318 – 2008 (American Concrete Institute)- Building Code Requirements for Structural Concrete  UBC 1997 Uniform Building Code Se entiende que todos los Reglamentos y Normas están en vigencia y/o son de la última edición. +

1.2. ESPECIFICACIONES – MATERIALES EMPLEADOS CONCRETO: 

Resistencia

( f ´ c) : 210 Kg/cm 2 (Zapatas, Cimientos Armados) 210 Kg/cm 2(Columnas, Placas, Vigas y losas)



Módulo de Elasticidad



Módulo de Poisson



Peso Específico

( E) : 218819.7889 Kg/cm 2 ( f ´ c = 210 Kg/cm 2) (u): 0.20 (γ C ) : 2300 Kg/cm3 (Concreto Simple) 2400 Kg/cm 3 (Concreto Armado)

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ACERO CORRUGADO (ASTM A605):  Resistencia a la Fluencia( fy) : 4,200 Kg/cm 2 (G ° 60) :  Módulo de Elasticidad

( E) : 2’100,000 Kg/cm2

CASETONES DE POLIESTIRENO (TECHOS ALIGERADOS):  Peso Específico ( γ ) : 24 Kg/cm 3 RECUBRIMIENTOS MÍNIMOS (R):  Cimientos, Zapatas, Vigas de Cimentación

7.50 cm

 Columnas, Vigas, Placas, Muros (Cisternas, Tanques)

4.00 cm

 Losas Aligeradas, Vigas Chatas, Vigas de Borde

3.00 cm

 Losas Macizas, Escaleras

2.00 cm

1.3. CARACTERÍSTICAS DEL TERRENO Y CONSIDERACIONES DE CIMENTACIÓN Según especificaciones del Estudio de Mecánica de Suelos con fines de Cimentación realizado por el Ing. Dulia Echarry Sequeiros CIP No: 124302, de fecha Noviembre del 2015:  Nivel freático:

No presenta profundidad de investigación

 Capacidad portante (σ ´ T ) :

Zapatas: 1.43 Kg/cm 2 Vigas de cimentación: 1.43Kg/cm2 Platea: 1.43 Kg/cm 2



1.50 m por debajo del nivel de terreno

Desplante de cimiento ( DF ):

natural 

Asentamientos tolerables: ( ∆ Ht ) :



Distorsión angular tolerable (ẟ):



Agresión del suelo a la cimentación:

2.50 cm 1/500 Nula

La estructura de cimentación encargada de transmitir los esfuerzos de la superestructura al suelo de cimentación, y de darle estabilidad a la edificación corresponde a Vigas de conexión de 0.30 x0.40 metros de sección transversal, y dispuestas en las dos direcciones de la estructura.

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IDENTIFICACION DEL PROYECTO. -

2.1. 2.1.1.

REFERENCIAS. ARQUITECTURA Y CONFIGURACIÓN GEOMÉTRICA. –

Vista en Planta Primer Nivel - Diafragma de Piso – EDIFICACION VIVIENDA

Elevación Lateral - EDIFICACION VIVIENDA

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2.1.2.

ESTRUCTURACIÓN. -

2.1.2.1.

CONFIGURACIÓN ESTRUCTURAL. el modelo matemático se consideró en el sentido longitudinal y en el sentido

transversal como una estructura aporticado combinada con muros de corte. Los elementos de vigas y columnas se consideraron como barras (elementos unidimensionales) con propiedades correspondientes a las sección transversal completa. Los muros fueron representados por elementos tipo shell. Los apoyos de las columnas se consideraron como empotramientos, y los apoyos en los muros se consideraron como apoyos fijos.

Vista 3D del modelo Estructural (ETABS 2016). EDIFICACIÓN VIVIENDA MULTIFAMILIAR.

El modelo estructural se desarrolló considerando elementos unidimensionales con deformaciones por flexión, cortante y axial, considerando tres grados de libertad en cada nivel, Las vigas y columnas fueron modeladas como elementos unidireccionales “Frames”, y los muros de contención, placas y techos como elementos bidireccionales “Wall” y “Slab” respectivamente. Se consideró en el modelo del edificio diafragmas rígidos en el plano horizontal

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haciendo uso de la opción Diaphragm Constraint, con lo que se estaría considerando el movimiento de los nudos de una manera dependiente por nivel del centro de masas de dicho nivel. 2.1.2.2.

SISTEMA DE PISO

El sistema de piso, desde el primer nivel al quinto nivel, consistirá en losas de concreto armado aligeradas con poliestireno extendido de 0.15 metros de espesor. El diafragma rígido lo conforma una losa aligerada de 20 cm, según se muestra en el siguiente gráfico.

Diafragma del Primer Nivel, Modelo Estructural (ETABS 2016). EDIFICACIÓN VIVIENDA

Se utilizaron brazos rígidos para modelar la unión entre las columnas y las vigas con un factor de zona rígida de 0.5 para tomar momentos intermedios, utilizando este modelo Estructural se realizaron el análisis Dinámico (modal de respuesta espectral).

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2.2.

ESTADOS DE CARGAS Y COMBINACIONES DE CARGAS.-

2.2.1.

ESTADOS DE CARGAS. De acuerdo a las Normas NTE. E.020, E060 y al reglamento ACI 318-08, se

consideran los siguientes estados de Carga en la estructura según valores definidos en el Ítem 2.3.3.1, además del Espectro definido en el Ítem 2.3.1: Dónde:  Sobre Carga. - Es aquella carga de gravedad que actúa sobre la estructura cuando esta se encuentra en servicio, puede variar en ubicación como en magnitud a lo largo de la vida útil.  Carga Permanentes. - Es una carga de gravedad cuya magnitud y ubicación podemos considerarlas fijas; se usará en este proyecto las cargas permanentes tomadas desde los pesos de los elementos que conforman la estructura definida como DEAD y para las cargas que se encuentran adheridas a ellas como tabiques, acabados, cielo raso suspendido, etc. será definida como SUPERDEAD.  Sismo FHE XX son Fuerza Sísmica en dirección. X-X, con excentricidad accidental de 5% en dirección. “+Y” y “–Y” Respectivamente, en cada block y nivel, calculada en el Ítem 2.3  Sismo FHE YY son Fuerza Sísmica en dirección. Y-Y, con una excentricidad accidental de 5% en dirección. “+X” y “–X” Respectivamente, en cada block y nivel, calculada en el Ítem 2.3

Estado de Cargas Definidas en el Modelo Estructural.

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2.2.2.

COMBINACIONES DE CARGAS. Para el diseño de los diferentes elementos de concreto armado se ha aplicado

el Método de Resistencia Ultima, conocido también como Diseño a la Rotura. En este diseño se han considerado los siguientes factores de carga y factores de reducción prescritos por la Norma Técnica de Edificación E-060 del Reglamento Nacional de Edificaciones. Factores de Carga  U = 1.4 CM + 1.7 CV  U = 1.25 (CM  CV)  CS  U = 0.9 CM  CS Donde: CM = efecto de la carga permanente CV = efecto de la carga viva CS = efecto de la carga sísmica (análisis dinámico) Combinaciones de Cargas para el Diseño

De dichas combinaciones, el diseño Estructural se efectúa con la “Envolvente” definida según cuadro “Load Combination Data”:

Factores de Reducción

 Para flexión sin carga axial: ϕ = 0.90  Para flexión con carga axial de tracción: ϕ = 0.90  Para flexión con carga axial de compresión: ϕ = 0.70  Para cortante con o sin torsión: ϕ = 0.85  Para aplastamiento del concreto: ϕ = 0.70

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2.2.3.

CARGAS APLICADAS A LAS LOSAS.

Diafragma Rígido de Losa Típica: Se indican valores de la carga viva (Sobre Carga) aplicadas a las diferentes losas típicas de la edificación multifamiliar; además del Centro de Masa del Diafragma Rígido de los pisos típicos.

Sobre Cargas Aplicadas a la losa Típica, Modelo Estructural (ETABS 2016). EDIFICACIÓN VIVIENDA.

2.3. 2.3.1.

ANÁLISIS SÍSMICO. FACTORES PARA EL ANÁLISIS. Los Sismos producen movimientos horizontales y verticales; los movimientos

horizontales son los que generan en las estructuras los efectos más significativos; cuando la interacción suelo estructura se activa, la inercia de la masa de la estructura tiende a resistir este movimiento; la filosofía de este análisis sísmico tiende a estimar la fuerza a partir de un porcentaje del peso de la estructura; este porcentaje es llamado coeficiente basal y la fuerza dependerá de la ductilidad o liberación de energía que se estime o se asigne a este tipo de estructura (según norma Peruana R=7);

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realizaremos el análisis sísmico basado análisis sísmico dinámico a partir de un análisis espectral-modal, Los parámetros sísmicos que estipula la Norma de Diseño Sismo resistente (NTE E.030) considerados para el Análisis en la EDIFICACIÓN VIVIENDA son los siguientes:

Factor

Nomenclatura

Clasificación Categoría Tipo

Valor

Justificación

Zona

Z

2

0.25

Zona Sísmica 2-Cusco

Uso

U

C

1.0

Viviendas

Suelo

S

S3 Tp (s) Concreto Armado, Aporticado Concreto Armado, Aporticado

1.4 0.6

Suelo Blandos

7.2

Pó rticos de C° A°

7.2

Pó rticos de C° A°

Rx

Coeficiente de Reducción

Ry

Factores para el Análisis Sísmico-Según E.030

2.3.2.

ANÁLISIS DINÁMICO (ANÁLISIS MODAL DE RESPUESTA ESPECTRAL).

2.3.2.1.

ESPECTRO DE PSEUDO ACELERACIONES.

Para el Análisis Dinámico de la Estructura se utiliza un Espectro de respuesta según la NTE - E.030, para comparar la fuerza cortante mínima en la base y compararlos con los resultados de un análisis estático. Todo esto para cada dirección de la Edificación en planta (X e Y)

Sa=

Z U SC m Tp . g ; g=9.81 2 ; C=2.5