Diseño estructural, presupuesto y programación de un restaurante de cuatro niveles ubicado en Tacna

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(1)FACULTAD DE INGENIERÍA Carrera de Ingeniería Civil. DISEÑO ESTRUCTURAL, PRESUPUESTO Y PROGRAMACIÓN DE UN RESTAURANTE DE CUATRO NIVELES UBICADO EN TACNA. Trabajo de Investigación para optar el Grado Académico de Bachiller en Ingeniería Civil. VIKTOR HEINZ GIOVANNI DE LA CRUZ MARTÍNEZ WALTER JESUS SANCHEZ RAFAEL MARCO ANTONIO URCIA OSORIO Asesor: Mg. Ing. José Alberto Acero Martínez Lima – Perú 2019.

(2) INDICE. Carta de presentación del diseño final.................................................................................. 4 Resumen ................................................................................................................................. 5 Descripción del problema del proyecto ................................................................................. 5 Descripción de la Realidad Problemática ....................................................................... 5 Delimitación de la Investigación ...................................................................................... 6 Formulación del problema de la Investigación .............................................................. 6 Problema principal ..................................................................................................................................... 6 Problemas secundarios............................................................................................................................... 7. Objetivos de la Investigación ........................................................................................... 8 Objetivo General........................................................................................................................................ 8 Objetivos Específicos ................................................................................................................................ 8. Justificación e Importancia .............................................................................................. 8 Especificaciones Técnicas ..................................................................................................... 9 Generalidades .................................................................................................................... 9 Estructuración ................................................................................................................... 9 Análisis de Cargas de Gravedad.................................................................................... 10 Análisis Sísmico ............................................................................................................... 11 Resumen de cumplimiento con las restricciones y limitaciones del proyecto ................... 13 Resumen de cumplimiento con estándares de diseños nacionales e internacionales ....... 14 Memoria de Cálculos ........................................................................................................... 14 Memoria de cálculos del análisis sísmico ...................................................................... 14 Análisis Estático ...................................................................................................................................... 15 Excentricidad accidental .......................................................................................................................... 16 Verificación del Sistema estructural ........................................................................................................ 17 Análisis Dinámico ................................................................................................................................... 20 Verificación de irregularidades ................................................................................................................ 21. Memoria de cálculos diseño estructural ....................................................................... 33 Calculo de vigas....................................................................................................................................... 33 Cálculo de Columnas ............................................................................................................................... 38 Calculo de Placas ..................................................................................................................................... 47 Diseño de Losas aligeradas ...................................................................................................................... 64 Diseño de muros de sótano ...................................................................................................................... 67 Diseño de Escaleras ................................................................................................................................. 69 Diseño de Cimentaciones ........................................................................................................................ 72. Presupuesto .......................................................................................................................... 78 Diagrama de flujo ................................................................................................................ 80. 2.

(3) Conclusiones ........................................................................................................................ 81 Anexos .................................................................................................................................. 82 Planos Constructivos ...................................................................................................... 82 Plano de Conjunto.................................................................................................................................... 82 Plano de Ubicación y Localización.......................................................................................................... 82 Plano de Estructuras ................................................................................................................................ 82 Plano de Cimentaciones ........................................................................................................................... 82. Cronograma de Ejecución.............................................................................................. 82 Diagrama de Gantt ................................................................................................................................... 82 Diagrama de Ruta Crítica ........................................................................................................................ 82 Flujo de Caja ............................................................................................................................................ 82. Presupuesto y análisis de costos ..................................................................................... 82 Resumen de costos................................................................................................................................... 82 Hoja de Presupuesto ................................................................................................................................ 82 Análisis de Precios Unitarios ................................................................................................................... 82 Listado de Insumos .................................................................................................................................. 82. Cartas del asesor ............................................................................................................. 82 Actas de reuniones .......................................................................................................... 82. 3.

(4) Carta de presentación del diseño final. El proyecto consta del análisis y diseño estructural de un restaurante de 4 niveles ubicado en la provincia de Tacna, para luego concluir con el presupuesto del casco estructural y la programación de la obra.. El Análisis y diseño estructural se calcularon a partir de las estipulaciones de las normas E020, E030, E040 y E060 con ayuda del programa ETABS 2016 para obtener las fuerzas y momentos en cada nudo de la estructura. Una vez obtenida esa información se procedió con el diseño de los elementos estructurales tales como vigas, columnas, zapatas, placas y losas. Finalmente, una vez diseñado todo el casco estructural, se procederá a realizar el metrado de los elementos y materiales utilizados, así como el análisis de precios unitarios para obtener el presupuesto y programación del proyecto.. 4.

(5) Resumen El presente trabajo consta del diseño sísmico, diseño estructural y presupuesto de una edificación de 4 niveles (1 sótano y 3 pisos) a partir de un plano de arquitectura facilitado por el asesor. Desde ese punto se procedió con el análisis sísmico para evaluar la respuesta de la estructura ante las vibraciones ocasionadas por los movimientos telúricos; dando como resultado que la estructura no cumplía con los requerimientos establecidos por la norma E030 en el ámbito de las distorsiones de entrepisos. Se procedió con una reestructuración del plano, utilizando áreas tributarias para el metrado de cargas, se añadieron columnas y redujeron longitudes de vigas con la finalidad de aumentar la rigidez y volver a evaluar la respuesta sísmica de la estructura. Una vez obtenidos los valores dentro de los parámetros estipulados por la norma, se procedió con el diseño de los elementos estructurales basándose en la norma E060 para el armado de refuerzo y confinamiento. Se elaboraron planos estructurales de cada elemento diseñado siguiendo las especificaciones técnicas y detalles de armado para una correcta ejecución. Con los planos dibujados y debidamente detallados se procedió con el metrado de los elementos para obtener las cantidades de material a utilizarse en la ejecución de la estructura. Una vez calculadas las cantidades necesarias se hizo un análisis de costos unitarios por partida de los elementos a construir con la finalidad de armar el presupuesto total de la estructura para posteriormente realizar la programación de la obra. Finalmente, se determinó la ruta crítica y el flujo de caja para el desembolse del capital para la ejecución de la obra.. Descripción del problema del proyecto Descripción de la Realidad Problemática Ante la propuesta del cliente de elaborar una edificación para actividad comercial con giro de pollería, se partió de un plano arquitectónico proporcionado. 5.

(6) por la Arq. Stefany del Rosario Zorrilla Villalva (ver anexo 1). De este plano se obtuvo un análisis preliminar en el cual se concluyó que, según a la norma, las luces de las vigas entre columnas excedían los 6 metros (NTP E060). Además, el análisis dinámico reveló que las distorsiones de los entrepisos 2 y 3, sin considerar el confinamiento de lateral del sótano, excedían los valores mínimos (NTP E030). Por estos motivos, se procedió a realizar una reestructuración y redistribución de los elementos estructurales obteniendo luces menores o iguales a 6 metros para cumplir con la norma; adicionalmente a esto, se planteó el uso de una losa aligerada en lugar de una maciza ya que al reducir las luces las fuerzas internas se reducían y la adición de columnas con la función de apoyar a las nuevas vigas y reducir las distorsiones de los entrepisos.. Delimitación de la Investigación El proyecto se centró en el rediseño del casco estructural de la edificación (Losas, vigas, columnas, placas y cimentaciones) y en el planeamiento de ejecución del mismo. Por otro lado, está ubicado en la ciudad de Tacna; los parámetros a considerar para los cálculos sísmicos y geotécnicos serán de acuerdo a la zona especificada (NTP E020; así como los precios actualizados de los materiales y cuadrillas acorde a la ciudad para la elaboración del presupuesto y cronograma.. Formulación del problema de la Investigación. Problema principal Tras reestructurar el proyecto y realizar análisis preliminares, se observó que las dimensiones de los elementos estructurales horizontales (vigas) se encontraban muy por encima del requerimiento mínimo en lo que respecta a concreto y el refuerzo de acero; por tanto, se procedió a reducir las secciones iniciales y usar una sección. 6.

(7) única de viga para todo el casco de la estructuración la excepción de las vigas correspondiente a la azotea, las cuales son de sección aún menor (Ver anexo 2).. Problemas secundarios La ciudad de Tacna posee 70 inmuebles declarados monumentos, 08 ambientes urbano monumentales y 01 Zona Monumental. El mayor número de monumentos se encuentra concentrado en el área central de la Zona Monumental y en parte se encuentra disperso, produciendo una imagen urbana. marcada. predominantemente. por. edificaciones. de. factura. contemporánea flanqueando las calles cuyo trazado original se ha conservado en gran parte hasta nuestros días. (Ministerio de Cultura, Dirección general del patrimonio cultural). Al encontrarse ubicado el proyecto en una zona monumental de la ciudad de Tacna se necesitaron permisos especiales para poder ejecutar el proyecto de giro comercial. Además, guardar correlación con la arquitectura de la zona, presentando un diseño de fachada similar a las otras edificaciones pertenecientes a la zona monumental de Tacna.. 7.

(8) Objetivos de la Investigación. Objetivo General -. El objetivo del siguiente trabajo de bachiller fue definir el diseño y el presupuesto base del casco estructural para la ejecución del proyecto siguiendo la normativa y precios vigentes.. Objetivos Específicos -. Estructurar el proyecto de acuerdo a los requerimientos presentados en el plano de Arquitectura.. -. Modelar analíticamente la estructura a través del software ETABS 2016.. -. Modelar analíticamente la cimentación respectiva utilizando el software SAFE, en base a los resultados obtenidos del ETABS. -. Realizar el análisis (estático y dinámico) el modelo final de la estructura.. -. Diseñar los elementos estructurales de la edificación con los datos obtenidos del software ETABS y adicionalmente. -. Elaborar el presupuesto y programación del proyecto.. Justificación e Importancia El área monumental ubicada en el corazón de Tacna es un lugar muy concurrido tanto por turistas y lugareños que acuden ahí para conocer los encantos de la ciudad, el proyecto consta de una edificación destinada al rubro culinario. Lo cual, al ubicarse en la zona ya antes mencionada atraería a muchos comensales que se encuentren por la zona.. 8.

(9) Especificaciones Técnicas Generalidades El proyecto comprende el diseño de una edificación destinada a funcionar como restaurante pollería y karaoke, la cual constará de un semisótano con 6 estacionamientos, tres pisos más azotea, con un área construida de 350.47 metros cuadrados. Y que se ha desarrollado de acuerdo a los planos del proyecto de Arquitectura. El terreno sobre el cual se construirá este proyecto está ubicado en la avenida Bolognesi nro. 84 y 95 en el Distrito de Santa María de Tacna, Provincia de Tacna, Departamento de Tacna.. FIGURA N°1 UBICACIÓN DEL PROYECTO. Estructuración •. La estructura consta de un solo bloque y se buscó rigidizar la estructura total en ambos sentidos. Fue diseñada en base a un sistema de placas y de pórticos de columnas y vigas de concreto armado. El modelo matemático corresponde a los datos obtenidos del Programa ETABS 2016 v16.2.1. 9.

(10) •. El sistema de techos es a base de losas aligeradas de 20 cm de espesor.. •. Las cimentaciones de la edificación fueron diseñadas considerando los parámetros especificados en el estudio de suelos realizados anteriormente, el cual indica una capacidad admisible de 3.22 kg/cm2 para zapatas a una profundidad de 1.20 por debajo del nivel del piso del estacionamiento (NPT = -1.53m).. •. La cimentación del proyecto ha sido efectuada en base a zapatas aisladas, combinadas y conectadas.. FIGURA N°2 PLANO DE ARQUITECTURA – 1ER PISO. Análisis de Cargas de Gravedad En el análisis de cargas de gravedad se consideraron los pesos propios de los elementos estructurales (vigas, columnas, placas y losas) y de los elementos no estructurales (tabiquería).. Según la Norma de Cargas E0.20 se consideraron los siguientes valores para realizar el Metrado de cargas. 10.

(11) TABLA 1 CARGA MUERTA Peso piso terminado. 100 kg/m2. Peso del aligerado (20 cm). 300 kg/m2. Peso específico del concreto. 2400 kg/m3. Peso específico de tabique. 1350 kg/m3. FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA. TABLA 2 CARGA VIVA. s/c Restaurante E.0.20. 400 kg/m2. s/c Azotea. 100 kg/m2. FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA. Análisis Sísmico El análisis fue realizado según la Norma de Diseño Sismorresistente vigente E0.30 (2018) Según los datos de la ubicación y los antecedentes desarrollamos la siguiente tabla:. 11.

(12) TABLA 3 ZONIFICACIÓN. Tacna Restaurante Grava bien graduada (S1) Perfil de suelo S1. Region Uso Tipo de Suelo Periodos Coef. de reducción Longitud X Longitud Y. Muro estructural. Z = 0.45 U = 1.0 S= 1 Tp= 0.4 TL = 2.5 R=6 13.66 25.76. FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA. Se consideraron los siguientes parámetros para la determinación de la fuerza cortante basal: Parámetros Sísmicos U = 1.0. Categoría C. S = 1.0. Suelos rígidos. Z = 0.45. Zona 4 del mapa sísmico del Perú. Rx = 6.0. Placas de concreto armado. Ry = 6.0. Placas de concreto armado. Se realizó un análisis estático y dinámico, utilizando para el diseño los resultados del análisis dinámico incrementado, de tal manera de obtener las cortantes basales iguales al 80% de los cortantes basales del análisis estático.. 12.

(13) FIGURA N°3 MODELO ESTRUCTURAL – ETABS 2016. Resumen de cumplimiento con las restricciones y limitaciones del proyecto •. Como ya se mencionó, en el problema secundario, al ubicarse en una zona monumental, es necesario tener las autorizaciones pertinentes no solo de la municipalidad; sino, también, la autorización del ministerio de cultura.. •. El estudio de suelos fue realizado por la Universidad Privada de Tacna y los ensayos realizados fueron los siguientes:. o Ensayo de Contenido de Humedad. ASTM D 2216. o Análisis granulométrico. ASTM D 422. o Ensayo de compactación Proctor Modificado. ASTM D 1557. o Peso Específico de los sólidos. ASTM D 854. o Límite Líquido y Plástico. ASTM D 4318. o Contenido de Sulfatos y Cloruros. BS1377-Parte 3. 13.

(14) Resumen de cumplimiento con estándares de diseños nacionales e internacionales •. NORMAS APLICADAS:. o Norma E-020 de Cargas o Norma E-030 de Diseño Sismo resistente o Norma E-050 de Suelos y Cimentaciones o Norma E-060 de Concreto Armado. Memoria de Cálculos Memoria de cálculos del análisis sísmico MÓDELO ESTRUCTURAL – ETABS. FIGURA N° 4 MODELO ESTRUCTURAL FINAL - ETABS. 14.

(15) CUADRO N°1 Cuadro Resumen Peso Kgf. Area. Kgf/m2. ETABs. Columnas. 93553.2. 350.4675. 266.938304. 83666.4. Placas. 349722.96. 350.4675. 997.87558. 365970.43. Losas. 387834.03. 350.4675. 1106.6191. 381883.54. Vigas. 268213.32. 350.4675. 765.301547. 281490.38. Análisis Estático TABLA N°4 COEFICINTES SISMICOS Z. 0.45. U. 1.00. S. 1.00. TP. 0.40. TL. 2.50. Ry. 6.00. CT. 60.00. Hn. 14.20. FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA. •. •. PERÍODO FUNDAMENTAL DE VIBRACIÓN 𝑇=. ℎ𝑛 𝐶𝑇. = 0.237 s. FACTOR DE AMPLIFICACIÓN SÍSMICA 𝑇 < 𝑇𝑃. 𝑇𝑃 < 𝑇 < 𝑇𝐿 𝑇𝐿 < 𝑇. 15. 𝐶 = 2.5 𝑇𝑃 𝐶 = 2.5 ( ) 𝑇 𝑇𝑃 𝑇𝐿 𝐶 = 2.5 ( 2 ) 𝑇.

(16) T = 0.237 s < Tp = 0.40 s, C = 2.5 •. FUERZA CORTANTE BASAL 𝑉=. 𝑍.𝑈.𝐶.𝑆 𝑅. .𝑃 ,. Además, se debe cumplir la relación 𝐶 = 0.42, 𝑐𝑢𝑚𝑝𝑙𝑒 𝑅 •. 𝐶. 𝑅. ≥ 0.11. DISTRIBUCIÓN DE LA FUERZA SÍSMICA EN ALTURA. 𝑭𝒊 = 𝑽. 𝑷𝒊 (𝒉𝒊 )𝒌 ∑𝒏𝒋=𝟏 𝑷𝒋 (𝒉𝒋 )𝒌. Para T menor o igual a 0.5 seg: k = 1.0 Para T mayor que 0.5 seg: k = (0.75 + 0.5 T) ≤ 2.0 T = 0.237 s < 0.5 s, k = 1.0. TABLA N°5 RESUMEN DE ANÁLISIS ESTÁTICO – CORTANTE BASAL. T = hn/Ct = C <=2.50 C/R >= 0.11. Vx =. 0.237 PERIODO FUNDAMENTAL 2.5 Factor de Amplificación Sísmica OK C/R=0.42 OK 0.188 COEFICIENTE SISIMICO 263.16 Ton CORTANTE BASAL FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA. Excentricidad accidental Además de las fuerzas laterales estáticas actuantes, existe también un momento torsor accidental que se calcula como la fuerza en cada nivel multiplicado por 0.05 veces la dimensión de la edificación en la dirección perpendicular al análisis.. 16.

(17) TABLA N° 6 EXCENTRICIDAD ACCIDENTAL Hpiso. P (Ton). P*Hacum. P*hACUM/Sum. F=%*V. Mto X. Mto Y. (Fza.. (Ton-m). (Ton-m). Inercial)(Ton) 4° PISO. 3.60. 258.12. 3665.29. 0.310730014. 84.83. 57.94. 74.63. 3° PISO. 3.80. 409.94. 4345.41. 0.368387654. 100.57. 68.69. 88.47. 2° PISO. 3.80. 373.98. 2543.08. 0.215593227. 58.86. 40.20. 51.78. 1° PISO. 3.00. 413.99. 1241.96. 0.105289106. 28.74. 19.63. 25.29. 14.20. Sum=1456.03. Sum=11796. FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA. Verificación del Sistema estructural Eje X: Para la verificación del sistema estructural en el eje X se obtuvo que más del 90% de la fuerza cortante lo toma el muro; según la NTP E0.30 para ser considerado muro estructural la resistencia sísmica que predominan en los muros estructurales debe ser por lo menos el 70% de la fuerza cortante en la base. FIGURA N° 5 VERIFICACION DE SISTEMA ESTRUCTURAL EN EL EJE X – CORTANTE BASAL COLUMNAS - ETABS 17.

(18) FIGURA N° 6 VERIFICACION DE SISTEMA ESTRUCTURAL EN EL EJE X – CORTANTE BASAL MUROS – ETABS. TABLA N° 7 VERIFICACION DE SISTEMA ESTRUCTURAL EN EL EJE X Cortante en la base (primer piso)- Eje x Kgf % E.0.30 Fuerza cortante columnas 7092.7 4% en la base Fuerza Cortante muros de corte en la base. 187078.4. Total. 194171.1. 96%. 70%. FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA. 18. MURO DE CORTE.

(19) Eje Y: Para la verificación del sistema estructural en el eje Y se obtuvo que más del 90% de la fuerza cortante lo toma el muro; según la NTP E0.30 para ser considerado muro estructural la resistencia sísmica que predominan en los muros estructurales debe ser por lo menos el 70% de la fuerza cortante en la base. FIGURA N° 7 VERIFICACION DE SISTEMA ESTRUCTURAL EN EL EJE Y – CORTANTE BASAL EN COLUMNAS - ETABS. FIGURA N° 8 VERIFICACION DE SISTEMA ESTRUCTURAL EN EL EJE Y – CORTANTE BASAL EN MUROS - ETABS. 19.

(20) TABLA N° 8 VERIFICACION DE SISTEMA ESTRUCTURAL EN EL EJE Y. Cortante en la base (primer piso)- Eje y Kgf % E.0.30 Fuerza cortante columnas 15145.7 4% en la base Fuerza Cortante muros de corte en la base. 394970. Total. 410115.7. 96%. 70%. MURO DE CORTE. FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA. Análisis Dinámico TABLA N° 9 ESPECTRO DE LA EDIFICACIÓN T 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2. C. Sa. T. 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2 1.66666667 1.42857143 1.25 1.11111111 1 0.90909091 0.83333333 0.76923077 0.71428571 0.66666667 0.625 0.58823529 0.55555556 0.52631579 0.5. 0.1875 0.1875 0.1875 0.1875 0.1875 0.15 0.125 0.10714286 0.09375 0.08333333 0.075 0.06818182 0.0625 0.05769231 0.05357143 0.05 0.046875 0.04411765 0.04166667 0.03947368 0.0375. 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 4. FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA. 20. C 0.47619048 0.45454545 0.43478261 0.41666667 0.4 0.36982249 0.34293553 0.31887755 0.29726516 0.27777778 0.26014568 0.24414063 0.22956841 0.21626298 0.20408163 0.19290123 0.18261505 0.17313019 0.16436555 0.15625. Sa 0.03571429 0.03409091 0.0326087 0.03125 0.03 0.02773669 0.02572016 0.02391582 0.02229489 0.02083333 0.01951093 0.01831055 0.01721763 0.01621972 0.01530612 0.01446759 0.01369613 0.01298476 0.01232742 0.01171875.

(21) Espectro de Aceleraciones X 1.6. ACELERACION (Sa). 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0. 1. 2. 3. 4. 5. PERIODO (T). GRÁFICO N° 6 ESPECTRO DE RESPUESTA. Verificación de irregularidades Irregularidades en altura Las irregularidades en altura aparecen en diferentes circunstancias. En la estructura no se verifico ninguna irregularidad. Se reduce el coeficiente de reducción sísmica (R) de acuerdo a los factores que proporciona la norma E.0.30. Irregularidades por Masa. TABLA N° 10 VERIFICACIÓN DE IRREGULARIDAD POR MASA - EJE X - 1. Story. Diaphragm. Piso 1 Piso 2 Piso 3 Piso 4. D1 D2 D3 D4. Mass X kgf-s²/m 40667.41 36951.09 40187.93 24410.26. Kgf 398947.3 362490.2 394243.6 239464.7. PESO (Ton f) 398.9473 543.735 362.4902 591.365 394.2436 359.197 239.4647 0. FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA. 21. OK OK 0.

(22) TABLA N° 11 VERIFICACIÓN DE IRREGULARIDAD POR MASA - EJE X - 2 Story. Diaphragm. Piso 1 Piso 2 Piso 3 Piso 4. D1 D2 D3 D4. Mass Y kgf-s²/m 40667.41 36951.09 40187.93 24410.26. Kgf 398947.3 362490.2 394243.6 239464.7. PESO (Ton f) 398.9473 543.735 362.4902 591.365 394.2436 359.197 239.4647 0. OK OK 0. FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA. TABLA N° 12VERIFICACIÓN DE IRREGULARIDAD POR MASA - EJE Y - 1 Story Piso 1 Piso 2 Piso 3 Piso 4. Diaphragm D1 D2 D3 D4. Mass X kgf-s²/m 40667.41 36951.09 40187.93 24410.26. Kgf 398947.3 362490.2 394243.6 239464.7. PESO (Ton f) 398.9473 543.735 362.4902 598.421 394.2436 543.735 239.4647. OK OK OK. FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA. TABLA N° 13VERIFICACIÓN DE IRREGULARIDAD POR MASA - EJE Y - 2 Story Piso 1 Piso 2 Piso 3 Piso 4. Diaphragm D1 D2 D3 D4. Mass Y kgf-s²/m 40667.41 36951.09 40187.93 24410.26. Kgf 398947.3 362490.2 394243.6 239464.7. PESO (Ton f) 398.9473 543.735 362.4902 598.421 394.2436 543.735 239.4647. OK OK OK. FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA. En ambos ejes se compararon las masas de cada piso con 1.5 veces el peso del piso adyacente, de acuerdo a la norma E.0.30 si es mayor la masa de cada piso a este último presentará irregularidad a no ser que sea azotea, motivo por el cual aplicaría la irregularidad. En este caso, el 4to piso es una azotea y por ello, al realizar la comparación del piso 3 con su adyacente no aplicará la irregularidad. En todos los otros casos no se presenta irregularidad por masa 22.

(23) Irregularidad de Rigidez por Piso Blando TABLA N° 14 VERIFICACIÓN DE IRREGULARIDAD DE RIGIDEZ POR PISO BLANDO-1 Story. Load Case. Piso 4 Piso 3 Piso 2 Piso 1. SDX SDX SDX SDX. Stiffness X kgf/m 52709890 88194511 165955215 0. Stiffness Rigidez X Y E.0.30 (0.70) kgf/m 58850758 88572138 36896923 OK 1.86E+08 61736158 OK 0. Rigidez Y - E.0.30 (0.70) 41195530 62000496 0. OK OK. FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA. TABLA N° 15 VERIFICACIÓN DE IRREGULARIDAD DE RIGIDEZ POR PISO BLANDO-2 Story. Load Case. Piso 4 Piso 3 Piso 2 Piso 1. SDY SDY SDY SDY. Stiffness X kgf/m 39579870 63920417 135313161 0. Stiffness Rigidez X Y E.0.30 (0.70) kgf/m 88595239 1.61E+08 27705909 OK 3.22E+08 44744292 OK 0. Rigidez Y - E.0.30 (0.70) 62016667 112398254. OK OK. FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA. En ambas direcciones del análisis de rigideces, en cada entrepiso la rigidez lateral es mayor que 70% de la rigidez lateral del entrepiso inmediato superior, es por ello que no existe irregularidad, en el caso del piso 4 como es azote y no tiene entrepiso superior no aplica. En el entrepiso Piso 1 no existen desplazamientos laterales ya que está confinado por las placas del sótano, es por ello que en el análisis sísmico no figura un valor de rigidez, y no aplicaría para comparar la rigidez lateral promedio de los tres niveles superiores adyacentes.. 23.

(24) Irregularidades en planta El presente proyecto no presenta ningún tipo de irregularidad en planta como muestran las siguientes figuras.. Irregularidad torsional Es calculada seleccionando el máximo desplazamiento relativo en un entrepiso para luego verificar la aplicación de la irregularidad torsional. En este caso no aplica, porque no cumple con ambas condiciones de la norma E.0.30.. FIGURA N° 9 IRREGULARIDAD TORSIONAL. No existe irregularidad por Torsión. 0,5*drift perm 0,0035. 24.

(25) Análisis con Sismo en el eje X TABLA N° 16 ANÁLISIS SÍSMICO – DESPLAZAMIENTO MAXIMO - EJE X Desplazamiento del centro de masa Story. Load Diaphr Case/Co agm mbo. Piso 4 Piso 3 Piso 2 Piso 1. D4 D3 D2 D1. SDX Max SDX Max SDX Max SDX Max. UX. Desplazamiento Máxim. UY. Story. m M 0.002979 0.000627 Piso 4 0.002003 0.000378 Piso 3 0.000763 1.37E-04 Piso 2 0 0 Piso 1. Load Case/Co Direction Maximum mbo m SDX Max X 0.004451 SDX Max X 0.00301 SDX Max X 0.001178 0. Condición 1. Ratio. 1.409 1.433 1.439. Condición 2. Altura (h). Δmax/h. E.0.30. Condición. E.0.30 (Tabla 11). Condición. 3.6 3.8 3.8 3. 0.00123639 0.00079211 0.00031 0. 0.000993 0.00063253 0.00024095 0. IRREG IRREG IRREG OK. 0.0035 0.0035 0.0035 0.0035. OK OK OK OK. FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA. TABLA N° 17 ANÁLISIS SÍSMICO – DESPLAZAMIENTO MAXIMO - EJE Y Story. Piso 4 Piso 3 Piso 2 Piso 1. Load Diaph Case/Co ragm mbo D4 D3 D2 D1. Load UX UY Story Case/Co Direction Maximum mbo m m m SDY Max 0.000605 0.001248 Piso 4 SDY Max Y 0.0019 SDY Max 0.00037 0.000782 Piso 3 SDY Max Y 0.001186 SDY Max 0.00016 0.000299 Piso 2 SDY Max Y 0.000424 SDY Max 0 0 0. 25. Ratio. 1.305 1.277 1.213.

(26) Análisis con Sismo en el eje Y. Altura. 3.6 3.8 3.8 3. E.0.30. 0.00052778 0.000416 0.00031211 0.00024695 0.00011158 9.4421E-05 0 0. Condición. IRREG IRREG IRREG OK. E.0.30 (Tabla 11) 0.0035 0.0035 0.0035 0.0035. Condición. OK OK OK OK. FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA. TABLA N° 18 DISTORSIONES - EJE X Story. Load Case/ Direction Combo. Drift. Label. X. Y. Z. Drift*(3/4) Norma E.030 *Rx. Condicion. Piso 4 Piso 3 Piso 2. SX 1 SX 1 SX 1. X X X. 0.00047 0.0006 0.00041. 41 41 41. m 11.7 11.7 11.7. m 0 0 0. m 14 11 6.8. 0.0021285 0.002682 0.001827. 0.007 0.007 0.007. OK OK OK. Piso 4 Piso 3 Piso 2. SX 2 SX 2 SX 2. X X X. 0.00041 0.00053 0.00036. 41 41 41. 11.7 11.7 11.7. 0 0 0. 14 11 6.8. 0.001863 0.002367 0.0016245. 0.007 0.007 0.007. OK OK OK. Piso 4 Piso 3 Piso 2. SX 3 SX 3 SX 3. X X X. 0.00053 0.00067 0.00045. 41 41 41. 11.7 11.7 11.7. 0 0 0. 14 11 6.8. 0.0023895 0.002997 0.0020295. 0.007 0.007 0.007. OK OK OK. FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA. 26.

(27) TABLA N° 19 DISTORSIONES - EJE X. Load Case/ Direction Combo. Story. Drift. Label. X. Y. Z. Drift*(3/4) Norma E.030 *Ry. Condicion. Piso 4 Piso 3 Piso 2. SY 1 SY 1 SY 1. Y Y Y. 0.00031 0.00033 0.0002. 20 20 44. M 13.5 13.5 13.5. m 16.8 16.8 2.6. m 14 11 6.8. 0.0014085 0.001476 0.0008955. 0.007 0.007 0.007. OK OK OK. Piso 4 Piso 3 Piso 2. SY 2 SY 2 SY 2. Y Y Y. 0.00034 0.00035 0.00021. 20 20 44. 13.5 13.5 13.5. 16.8 16.8 2.6. 14 11 6.8. 0.0015075 0.0015885 0.0009585. 0.007 0.007 0.007. OK OK OK. Piso 4 Piso 3 Piso 2. SY 3 SY 3 SY 3. Y Y Y. 0.00029 0.0003 0.00019. 20 20 44. 13.5 13.5 13.5. 16.8 16.8 2.6. 14 11 6.8. 0.001305 0.0013635 0.0008325. 0.007 0.007 0.007. OK OK OK. FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA. TABLA N° 20 VERIFICACIÓN DE LAS CONDICIONES -DISTORSIONES - EJE X Load Case/ Direction Combo. Story. Piso 4 Piso 3 Piso 2. SDX Max SDX Max SDX Max. Drift. Label. X. Y. Z. m. m. m. Drift*(3/4) *Rx. Norma E.030 Condicion. X. 0.0004. 41. 11.7. 0. 14. 0.002424. 0.007. OK. X. 0.00048. 41. 11.7. 0. 11. 0.002898. 0.007. OK. X. 0.00031. 41. 11.7. 0. 6.8. 0.00186. 0.007. OK. FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA. TABLA N° 21 VERIFICACIÓN DE LAS CONDICIONES -DISTORSIONES - EJE Y Story. Piso 4 Piso 3 Piso 2. Load Case/ Direction Combo SDY Max SDY Max SDY Max. Drift. Label. X. Y. Z. M. m. m. Drift*(3/4) *Ry. Norma E.030 Condicion. Y. 0.0002. 20. 13.5. 16.8. 14. 0.0008955. 0.007. OK. Y. 0.0002. 20. 13.5. 16.8. 11. 0.0009045. 0.007. OK. Y. 0.00011. 44. 13.5. 2.6. 6.8. 0.000504. 0.007. OK. FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA. 27.

(28) TABLA N° 22 DISTORSIONES MÁXIMAS. Distorsión Máxima Pisos. Story. Load Case/Combo. Direction. Max Drift- m. Avg Driftm. Ratio. 4 3 2 1 0 Pisos. Piso 4 Piso 3 Piso 2 Piso 1. SDX Max SDX Max SDX Max. X X X. 0.001453 0.001835 0.001178. 0.001066 0.001285 0.000818. 1.362 1.428 1.439. Story. Load Case/Combo. Direction. Max Drift- m. Avg Driftm. Ratio. 4 3 2 1 0. Piso 4 Piso 3 Piso 2. SDY Max SDY Max SDY Max. Y Y Y. 0.000718 0.000764 0.000424. 0.00053 0.000578 0.000349. 1.354 1.322 1.213. FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA. TABLA N° 23 DESPLAZAMIENTOS MÁXIMOS. Desplazamiento Máximo Pisos. Story. Load Case/Combo. Direction. Maximum -m. Average m. Ratio. 4 3 2 1 0 Pisos. Piso 4 Piso 3 Piso 2. SDX Max SDX Max SDX Max. X X X. 0.004451 0.00301 0.001178. 0.00316 0.002101 0.000818. 1.409 1.433 1.439. Story. Load Case/Combo. Direction. Maximum -m. Average m. Ratio. 4 3 2 1 0. Piso 4 Piso 3 Piso 2. SDY Max SDY Max SDY Max. Y Y Y. 0.0019 0.001186 0.000424. 0.001456 0.000929 0.000349. 1.305 1.277 1.213. FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA. 28.

(29) GRÁFICO N° 7 DISTORSIONES ENTREPISO 4. 3. Distorsión Max - X. 2. Distorsión Max- Y 1. 0 0. 0.0005. 0.001. 0.0015. 0.002. FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA. GRÁFICO N° 8 DESPLAZAMIENTOS ENTREPISO 4. 3 Desplazamiento Max - X. 2. Desplazamiento Max - Y 1. 0 0. 0.002. 0.004. 0.006. FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA. Las distorsiones son menores a 0,007 por lo que cumple con las especificaciones dadas en la norma E 0.30.. Verificación de la fuerza cortante basal. En ambos sentidos tanto en la dirección x como y se han considerado los mismos parámetros ya que para ambos casos se trabaja con muros estructurales es 29.

(30) por ello que el R se mantiene igual. De acuerdo a la tabla de peso total de la edificación obtenido del Etabs se concluye que la cortante estática sería de 275.8.. TABLA N° 24 CORTANTE BASAL. Fuerza cortante Basal Muro Estructural X e Y Z U S C R Cs W Vest. 0.45 1 1 2.5 6 0.188 1479.71136 277.4. FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA. TABLA N° 25 PESO DEL EDIFICIO POR PISO Story Mass Xkgf-s²/m Piso 4 24410.26. Kgf. Piso 3 Piso 2 Piso 1 Sotano. 394243.593 362490.193 398947.292 84565.6335. 40187.93 36951.09 40667.41 8620.35. 239464.651. Etabs (Ton f) 239.464651 394.243593 362.490193 398.947292 84.5656335 1479.71136. FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA. Verificación y corrección de la cortante Basal. De acuerdo la norma E.0.30 Para cada una de las direcciones consideradas en el análisis, la fuerza cortante mínima en el primer entrepiso del edificio no podrá ser menor que el 80 % de la cortante Basal estática para estructuras regulares. De acuerdo 30.

(31) a la tabla de la cortante dinámica obtenida en el Etabs la cortante basal es menor por lo que se amplifica la aceleración por un factor de 1.46 en el eje x y 1.81 en el eje y.. Cortante Basal Dinámico Inicial Vx (Tn) 56.2121 113.3274 135.8252 115.232. Niveles 4 3 2 1. Cortante Basal Dinámico Modificado. Vy (Tn) 46.9545 92.7608 112.4908 28.8751. Vx (Tn) 91.8503 185.1765 222 188.2885. Vy (Tn) 92.5005 182.7388 222 56.8839. Factor de Corrección a cortante Basal. Vdirx. VminX. Factor x. Vmin x corregida. 136. 222.0. 1.634. 221.9. Vdiry. Vmin Y. Factor y. Vmin Y corregida. 112. 222.0. 1.97. 221.6. Sum UY Sum UZ. TABLA N° 26 MODOS CASE. Mode. Modal Modal Modal Modal Modal Modal Modal Modal Modal. 1 2 3 4 5 6 7 8 9. Period sec 0.233 0.194 0.13 0.064 0.049 0.034 0.03 0.024 0.019. UX. UY. UZ. Sum UX. 0.684 0.102 0.024 0.093 0.049 0.01 0.025 0.01 0.004. 0.009 0.336 0.462 0.014 0.075 0.071 0.005 0.024 0.004. 0 0 0 0 0 0 0 0 0. 68% 79% 81% 90% 95% 96% 99% 100% 100%. 1% 35% 81% 82% 90% 97% 97% 100% 100%. 0 0 0 0 0 0 0 0 0. RX. RY. RZ. 0.011 0.377 0.46 0.005 0.053 0.073 0.003 0.016 0.003. 0.712 0.107 0.028 0.088 0.034 0.006 0.015 0.007 0.003. 0.133 0.334 0.336 0.028 0.049 0.073 0.02 0.006 0.022. FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA. 31. Sum RX Sum RY Sum RZ 0.0113 0.3878 0.8478 0.8529 0.9063 0.9789 0.9814 0.9971 1. 0.7123 0.8193 0.8469 0.9351 0.9694 0.9756 0.9905 0.9971 1. 0.1326 0.4668 0.8027 0.8309 0.8794 0.9524 0.9721 0.9779 1.

(32) TABLA N° 27 PERIODOS. Case. Modal Modal Modal Modal Modal Modal Modal Modal Modal. Mode Period Frequency. 1 2 3 4 5 6 7 8 9. sec 0.233 0.194 0.13 0.064 0.049 0.034 0.03 0.024 0.019. cyc/sec 4.291 5.151 7.71 15.605 20.484 29.258 33.107 41.014 52.962. Circular Eigenvalue Frequency rad/sec 26.9602 32.3622 48.4419 98.048 128.7056 183.8333 208.0156 257.6976 332.7708. FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA. 32. rad²/sec² 726.8522 1047.3121 2346.6179 9613.4065 16565.1213 33794.6845 43270.5102 66408.0698 110736.426.

(33) Memoria de cálculos diseño estructural Calculo de vigas Tipos de vigas El criterio de estructuración se basó en colocar vigas tipo 1 para el sótano al segundo piso y para el tercer piso se emplearon vigas tipo 1 y 2. Tipo de viga 1 2. Base 30 cm 30 cm. Peralte 50 cm 45 cm. Diseño de Vigas Para el diseño de las vigas se utilizaron los siguientes datos Peralte efectivo Viga tipo 1 Peralte efectivo Viga tipo 2 Resistencia del concreto Coeficiente de flexión Esfuerzo de fluencia. D1. 44 cm. D2. 39 cm. (fć). 210 kg/cm2. (ø). 0.9. (Fy). 4200 Kg/ cm2. Metrado de cargas Tomando como referencia los diagramas de fuerza cortante en la estructura se optó por el diseño de la viga más crítica, que en este caso se encuentra ubicada en el primer piso específicamente en el eje 5 de las abscisas, siendo las tres vigas del eje tipo 1.. 33.

(34) Viga del eje A-C (Longitud 3.45m) ELEMENTO Carga Muerta Carga Viva. Peso Propio Piso Terminado Losa Aligerada Viga Chata Sobrecarga. PESO B H L UNITARIO (base) (altura) (Longitud) 2.4 0.3 0.5 0.1 5.1 0.3 4.8 2.4 0.15 0.2 2.4 0.4. 5.1. Peso Total (Tn/m) 0.360 0.510 1.440 0.173 2.040. Total 2.31. Tn/m. 0.17. Tn. 2.04. Tn/m. Viga del eje C-E (Longitud 3.77m) ELEMENTO Carga Muerta Carga Viva. Peso Propio Piso Terminado Losa Aligerada Sobrecarga. PESO B H L UNITARIO (base) (altura) (Longitud) 2.4 0.3 0.5. Peso Total (Tn/m) 0.36. Total. 0.1. 5.1. 0.51. 2.31 Tn/m. 0.3 0.4. 4.8 5.1. 1.44 2.04. 2.04 Tn/m. Viga del eje E-G (Longitud 4.35m) ELEMENTO. Carga Muerta. Carga Viva. Peso Propio Piso Terminado Losa Aligerada Tabiquería Vertical Tabiquería Horizontal Sobrecarga. PESO B H L UNITARIO (base) (altura) (Longitud) 2.4 0.3 0.5. Peso Total (Tn/m) 0.360. 0.1. 5.1. 0.510. 0.3. 4.8. 1.440. Total. 2.31. Tn/m. 1.35. 0.15. 3.8. 0.57. 0.439. 0.44. Tn. 1.35. 0.15. 3.8. 2.97. 0.476. 0.48. Tn/m. 5.1. 2.040. 2.04. Tn/m. 0.4. 34.

(35) Envolvente de esfuerzos De acuerdo a las combinaciones de cargas que nos proporciona la NTP E.060 se arma la envolvente de momento flector y fuerza cortante para poder realizar el diseño por flexión y corte. COMBINACIONES. Comb 1 (1.4 CM + 1.7 CV) Comb 2 (1.25 (CM + CV) + SX Comb 3 (1.25 (CM + CV) - SX Comb 4 (0.9 CM + SX) Comb 5 (0.9 CM - SX) Comb 6 (1.25 (CM + CV) + SY Comb 7 (1.25 (CM + CV) - SY Comb 8 (0.9 CM + SY) Comb 9 (0.9 CM - SY). Diseño Por Flexión: Envolvente de Momento flector. 35.

(36) Diseño de Viga del eje A-C. Mu a As As min As max Tipo de Varillas As Real. Izquierda 8.2491 4.08 5.20 cm2 3.19 cm2 21.04 cm2. Izquierda + 0.9210 0.44 0.56 cm2 3.19 cm2 21.04 cm2. Medio -. Medio +. Derecho -. 3 @ 5/8” 6 cm2. Derecho + 4.9856 2.42 3.08 cm2 3.19 cm2 21.04 cm2. 2 @ 5/8”. 0.1956 0.09 0.12 cm2 3.19 cm2 21.04 cm2 2 @ 5/8”. 0.6044 0.29 0.36 cm2 3.19 cm2 21.04 cm2 2 @ 5/8”. 1.1338 0.54 0.69 cm2 3.19 cm2 21.04 cm2 2 @ 5/8”. 4 cm2. 4 cm2. 4 cm2. 4 cm2. 4 cm2. Izquierda 2.1119 1.01 1.28 cm2 3.19 cm2 21.04 cm2. Izquierda + 1.3147 0.62 0.80 cm2 3.19 cm2 21.04 cm2. Medio -. Medio +. Derecho -. 2 @ 5/8”. 2 @ 5/8”. 0.1457 0.07 0.09 cm2 3.19 cm2 21.04 cm2 2 @ 5/8”. 0.7195 0.34 0.43 cm2 3.19 cm2 21.04 cm2 2 @ 5/8”. 2.0848 0.99 1.27 cm2 3.19 cm2 21.04 cm2 2 @ 5/8”. Derecho + 1.4468 0.69 0.88 cm2 3.19 cm2 21.04 cm2. 4 cm2. 4 cm2. 4 cm2. 4cm2. 4 cm2. 4 cm2. Izquierda 1.5677 0.75 0.95 cm2 3.19 cm2 21.04 cm2. Izquierda + 2.0715 0.99 1.26 cm2 3.19 cm2 21.04 cm2. Medio -. Medio +. Derecho -. 2 @ 5/8”. 2 @ 5/8”. 0.2014 0.10 0.12 cm2 3.19 cm2 21.04 cm2 2 @ 5/8”. 0.7751 0.37 0.47 cm2 3.19 cm2 21.04 cm2 2 @ 5/8”. 2.9195 1.40 1.78 cm2 3.19 cm2 21.04 cm2 2 @ 5/8”. Derecho + 0.7416 0.35 0.45 cm2 3.19 cm2 21.04 cm2. 4 cm2. 4 cm2. 4 cm2. 4 cm2. 4 cm2. 2 @ 5/8”. Diseño de Viga del eje C-E. Mu a As As min As max Tipo de Varillas As Real. 2 @ 5/8”. Diseño de Viga del eje E-G. Mu a As As min As max Tipo de Varillas As Real. 36. 2 @ 5/8” 4 cm2.

(37) Diseño por Corte: Envolvente de Fuerza Cortante. Tipo de viga Viga 1 Eje A-C Viga 1 Eje C-E Viga 1 Eje E-G. Tipo de viga Viga 1 Eje A-C Viga 1 Eje C-E Viga 1 Eje E-G. 0.5øVc 4308.721048 4308.721048 4308.721048. Vu>øVc Diseño por Corte Estribo por Montaje Estribo por Montaje. Vu 12907.6 1790.1 2128.2. S max 56.8 56.8 56.8. Vc 10138.16717 10138.16717 10138.16717. øVc 8617.4421 8617.4421 8617.4421. Av 1.42 1.42 1.42. Vs<=2.1*√f'c*b*d Vs S (Refuerzo) cumple 5047.24459 51.9919325 cumple 0 NTE E.60 cumple 0 NTE E.60. 37. Condición Estribos Diseño por Corte Estribos de Montaje Estribos de Montaje. Vs lim 21041.47904 21041.47904 21041.47904. Smax (cm) 22 22 22.

(38) Cálculo de Columnas Tipos de Columnas Se diseñaron cuatro tipos de columnas, las cuales fueron distribuidas en cada piso con el objetivo de cumplir con las luces máximas que solicita la NTP E.060 para una adecuada estructuración entre vigas y losa aligerada. Tipo de Columna 1 2 3 4. Base. Altura. 60 cm 25 cm 25cm 50 cm. 30 cm 70 cm 60 cm 30 cm. Diseño de Columnas: Análisis preliminar de diseño columnas El primer criterio que se utilizó fue determinar si se debía diseñar y detallar como un elemento en flexión simple o como un elemento en flexocompresión de acuerdo la NTP E0.60, para ello se obtuvieron los datos del análisis estructural del software Etabs y se realizó el diseño. El siguiente cuadro muestra dicho análisis preliminar, observando que un 79% del total de las columnas del primer piso requieren de un diseño por Flexo compresión y 21 % restante a Flexión simple. Cuadro Resumen Diseño Preliminar Columnas. A. Ejes (ETABS ). C. N° de Columna (ETABS ). 10. 16. 1. 12. 6. 5. 4. 2. Tipo de Columna. C-3. C-2. C -1. C-1. C-1. C-1. C-1. C-1. Dimension en X. cm. 25. 25. 60. 60. 60. 60. 60. 60. Dimension en Y. cm. 60. 70. 30. 30. 30. 30. 30. 30 1800. cm 2. 1500. 1750. 1800. 1800. 1800. 1800. 1800. f'c. Kg/cm2. 210. 210. 210. 210. 210. 210. 210. 210. Fy. Kg/cm2. 4200. 4200. 4200. 4200. 4200. 4200. 4200. 4200. 0.1. 0.1. 0.1. 0.1. 0.1. 0.1. 0.1. 0.1. 0.1*fć*Ag (E.0.60). Kgf. 31500. 36750. 37800. 37800. 37800. 37800. 37800. 37800. Pu- ETABS. Kgf. 40490. 53270. 25070. 70020. 87000. 78400. 53250. 38900. Flexo compresión. Flexo compresión. Flexo compresión. Flexo compresión. Flexo compresión. Area (Ag). Factor. Condición de Diseño. Flexión simple Flexo compresión. Flexo compresión. Datos Etabs M33. ton-m. 1.45. 1.96. 0.87. 1.89. 0.36. 1.69. 1.03. 1.15. M22. ton-m. 0.19. 0.36. 3.71. 3.21. 3.72. 2.71. 4.01. 4.54. Para Pu. ton-m. 40.49. 53.27. 25.07. 70.02. 87. 78.4. 53.25. 38.9. 38.

(39) E. Ejes (ETABS ). D. G. 1. N° de Columna (ETABS ). 15. 9. 13. 3. 7. 8. Tipo de Columna. C-1. C-1. C-1. C-1. C-1. C-4. Dimension en X. 60. 60. 60. 60. 30. 50. Dimension en Y. 30. 30. 30. 30. 60. 30. 1800. 1800. 1800. 1800. 1800. 1500. Area (Ag) f'c. 210. 210. 210. 210. 210. 210. Fy. 4200. 4200. 4200. 4200. 4200. 4200. 0.1. 0.1. 0.1. 0.1. 0.1. 0.1. 0.1*fć*Ag (E.0.60). 37800. 37800. 37800. 37800. 37800. 31500. Pu- ETABS. 57020. 98720. 71700. 34560. 72960. 19740. Flexo compresión. Flexo compresión. Flexo compresión. Flexion simple. Flexo compresión. Flexion simple. M33. 1.51. 0.41. 1.88. 0.96. 1.04. 0.82. M22. 2.94. 2.56. 4.55. 4.25. 1.49. 2.85. 57.02. 98.72. 71.7. 34.56. 72.96. 19.74. Factor. Condición de Diseño Datos Etabs. Para Pu. Diseño Columna 13 Metrado de cargas En este caso se obtuvo el Metrado de cargas de una de las columnas del Primer piso, ya que en esta zona se encuentran las cargas últimas más altas, se realizó el diseño de la columna 13 tipo 1.. 39.

(40) Cuadro Metrado de Cargas Columna 13 Metrado de Cargas Columna 13 – Primer Piso ELEMENTO Peso Propio Viga Tipo 1 Eje 3 Carga Muerta Viga Tipo 1 Eje E Aligerado Acabados Carga Viva Sobrecarga. PESO UNITARIO 2.4. B (base) 0.6. H (altura) 0.3. L (Longitud) 3.4. Area Tributaria. 2.4. 0.5. 0.3. 3.16. 1.138. 2.4. 0.5. 0.3. 4.035. 1.453. 0.3 0.1 0.4. 13.9799 16.1384 16.1384. Total. Peso Total 1.469. 4.194 1.614 6.455. 9.87. Tn. 6.46. Tn. Metrado de Cargas Columna 13 – Segundo Piso ELEMENTO PESO UNITARIO Peso Propio 2.4 Viga Tipo 1 2.4 Eje 3 Viga Tipo 1 2.4 Carga Muerta Eje E Tabiqueria 1 Tabiqueria 2 Tabiqueria 3 Aligerado 0.3 Acabados 0.1 0.4 Carga Viva Sobrecarga. B (base) 0.6. H (altura) 0.3. L (Longitud) 3.8. 0.5. 0.3. 3.16. 0.5. 0.3. 4.035. Carga (Kg/m2) Area Tributaria Peso Total 1.642. Total. 1.138 1.453 0.027 0.189 0.117. 3.06 2.0846 3.5708 13.9799 16.1384 16.1384. 0.083 0.394 0.418 4.194 1.614 6.455. 10.93. Tn. 6.46. Tn. Metrado de Cargas Columna 13 – Tercer Piso. ELEMENTO Carga Muerta. Carga Viva. Peso Propio. PESO B H L UNITARIO (base) (altura) (Longitud) 2.4 0.6 0.3 3.6. Area Tributaria. Peso Total 1.555. Viga Tipo 1 Eje 3 Viga Tipo 1 Eje E Aligerado. 2.4. 0.5. 0.3. 3.16. 1.138. 2.4. 0.5. 0.3. 4.035. 1.453. 0.3. 13.9799. 4.194. Acabados. 0.1. 16.1384. 1.614. Sobrecarga. 0.1. 16.1384. 1.614. 40. Total 9.95. Tn. 1.61. Tn.

(41) Cuadro Resumen Nivel. CM. CV. Unidades. Primer Piso. 9.87. 6.46. Tn. Segundo Piso. 10.93. 6.46. Tn. Tercer Piso. 9.95. 1.61. Tn. 30.75. 14.52. Tn. Combinaciones de carga: Mediante el Metrado de cargas se obtuvieron los diagramas de momento flector y fuerza cortante, con las cuales ser armaron las combinaciones de carga como menciona la NTP E.0.60. calculando finalmente la envolvente de la fuerza cortante y momento flector. Pu. My. Mx. Comb 1 (1.4 CM + 1.7 CV) Comb 2 (1.25 (CM + CV) + SX Comb 3 (1.25 (CM + CV) SX Comb 4 (0.9 CM + SX). 71.7048. 1.823. 1.8821. 67.0087. 4.546. 1.7601. 67.0087. 4.546. 1.7601. 60.9114. 1.8644. 1.872. Comb 5 (0.9 CM - SX) Comb 6 (1.25 (CM + CV) + SY Comb 7 (1.25 (CM + CV) SY Comb 8 (0.9 CM + SY). 60.9114. 1.8644. 1.872. 36.5889. 3.5873. 0.846. 36.5889. 3.5873. 0.846. 30.4916. 1.0872. 0.9579. Comb 9 (0.9 CM - SY). 30.4916. 1.0872. 0.9579. Envolvente Diagrama de Momento Flector (C-13). 41.

(42) Envolvente Diagrama de Fuerza Cortante (C-13). Diseño Preliminar Columna 13 De acuerdo al análisis preliminar se concluyó que la columna 13 en el primer piso se diseñaría como elemento a flexo compresión. Cuadro Diseño Preliminar N° de Columna. 13. Tipo de Columna. C-1. Dimension en X. 60. cm. Dimension en Y. 30. cm. Area de Concreto (Ag). 1800. cm2. f'c. 210. Kg/cm2. fy. 4200. Kg/cm3. Factor. 0.1. 0.1*fć*Ag. 37800. Kgf. Pu- ETABS. 71700. Kgf. Condición de Diseño. Flexo Compresión. M33. 1.88. Tn-m. M22. 4.55. Tn-m. 42.

(43) Diseño por flexo compresión De acuerdo al pre dimensionamiento de la columna se calculó un área de concreto de 1800𝑐𝑚2 utilizando una cuantia mínima de 0.011 según la NTP E.0.60. Para el diseño de. dicha columna, se utilizaron 10 varillas de 5/8” con un espaciamiento máximo de 25.4 cm. Diseño Columna Cuantia Max E 0.60 Cuantia Min E.0.60 Cuantia utilizada (ƿ) Ag Recubrimiento Tipo de Varilla Diametro Area Varilla N° Varillas As Tipo de estribo Diametro. 0.06 0.01 0.011 1800 4 "5/8" 1.5875 2 10 20 "3/8" 0.9525. cm2 cm Pulgadas cm cm2 cm2 Pulgadas cm. Espaciamiento s s s s S final. 25.4 30 45.72 30 25.4. 43. cm cm cm cm cm.

(44) Diagrama de Iteración eje X. Point 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11. Ultimas 0° P tonf M x Tonf-m 225.175 0 225.175 5.3159 203.9716 8.2566 169.9114 10.5153 131.7449 12.0256 83.9856 12.8216 68.9273 13.101 45.8455 12.5894 4.6023 8.8938 -52.718 3.2025 -75.9314 0. Ultimas 180° P tonf M x Tonf-m 225.175 0 225.175 -5.3159 203.9716 -8.2566 169.9114 -10.5153 131.7449 -12.0256 83.9856 -12.8216 68.9273 -13.101 45.8455 -12.5894 4.6023 -8.8938 -52.718 -3.2025 -75.9314 0. 44. Nominales 0° P tonf M x Tonf-m 321.6786 0 321.6786 7.5941 291.3881 11.7952 242.7306 15.0218 188.207 17.1794 119.9794 18.3165 87.6413 16.6579 50.9395 13.9882 5.1136 9.882 -58.5755 3.5583 -84.3682 0. Nominales 180° P tonf M x Tonf-m 321.6786 0 321.6786 -7.5941 291.3881 -11.7952 242.7306 -15.0218 188.207 -17.1794 119.9794 -18.3165 87.6413 -16.6579 50.9395 -13.9882 5.1136 -9.882 -58.5755 -3.5583 -84.3682 0.

(45) Diagrama de Iteración eje Y. Point 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11. Ultimas 90° P tonf M y Tonf-m 225.175 0 225.175 9.4406 209.2266 15.0543 177.7879 19.1372 143.0028 21.9722 103.8021 23.7263 80.207 25.8136 51.3125 26.2067 8.592 19.8338 -33.4858 11.0361 -75.9314 0. Ultimas 270° P tonf M y Tonf-m 225.175 0 225.175 -9.4406 209.2266 -15.0543 177.7879 -19.1372 143.0028 -21.9722 103.8021 -23.7263 80.207 -25.8136 51.3125 -26.2067 8.592 -19.8338 -33.4858 -11.0361 -75.9314 0. 45. Nominales 90° P tonf M y Tonf-m 321.6786 0 321.6786 13.4866 298.8952 21.5061 253.9827 27.3389 204.2897 31.3889 148.2887 33.8946 101.9835 32.822 57.0139 29.1185 9.5467 22.0376 -37.2064 12.2624 -84.3682 0. Nominales 270° P tonf M y Tonf-m 321.6786 0 321.6786 -13.4866 298.8952 -21.5061 253.9827 -27.3389 204.2897 -31.3889 148.2887 -33.8946 101.9835 -32.822 57.0139 -29.1185 9.5467 -22.0376 -37.2064 -12.2624 -84.3682 0.

(46) Cuadro Resumen Diseño de Columnas Eje N° de Columna Tipo de Columna. D 15 C-1. 9 C-1. E 13 C-1. 3 C-1. G 7 C-1. 1 8 C-4. SOTANO. As 10 @ 5/8. As 10 @ 5/8. As 10 @ 5/8. As 4 @ 5/8+ 2 @1/2. As 10 @ 5/8. As 4 @ 5/8 + 2 @ 1/2. PISO 1 PISO 2 PISO 3. 10 @ 5/8 6 @ 5/8 6 @ 5/8. 10 @ 5/8 10 @ 5/8 6 @ 5/8. 10 @ 5/8 10 @ 5/8 10 @5/8. 4 @ 5/8+ 2 @1/2 4 @5/8+ 2 @/1/2 4 @5/8+ 2 @/1/2. 10 @ 5/8 10 @ 5/8 6 @ 5/8. 4 @ 5/8 + 2 @1/2 4 @ 5/8 + 2 @1/2 4 @ 5/8 + 2 @1/2. Eje N° de Columna Tipo de Columna SOTANO PISO 1 PISO 2 PISO 3. 10. 16. A 1. 12. 6. C 5. 4. 2. C-3. C-2. C -1. C-1. C-1. C-1. C-1. C-1. As 8 @ 5/8 8 @ 5/8 6 @ 5/8 6 @ 5/8. As 10 @ 5/8 10 @ 5/8 6 @ 5/8 6 @ 5/8. As 4 @ 5/8 + 2 @1/2 4 @ 5/8 + 2 @1/2 4 @ 5/8 + 2 @1/2 4 @ 5/8 + 2 @1/2. As 10 @ 5/8 10 @ 5/8 10 @ 5/8 6 @ 5/8. As 10 @ 5/8 10 @ 5/8 10 @ 5/8 8 @ 5/8. As 10 @ 5/8 10 @ 5/8 10 @ 5/8 6 @ 5/8. As 10 @ 5/8 10 @ 5/8 8 @ 5/8 8 @ 5/8. As 10 @ 5/8 10 @ 5/8 6 @ 5/8 6 @ 5/8. 46.

(47) Calculo de Placas Las placas fueron distribuidas de tal manera que la edificación pueda obtener la rigidez necesaria para no sobrepasar las distorsiones y desplazamientos máximos de acuerdo a la norma E 0.30. Se han diseñado 8 placas típicas en (P-1, P-2, P-3, P-4, P-5, P-10, P-13 y P-14). El resto de placas fueron modificadas de acuerdo al nivel y requerimientos arquitectónicos, teniendo por ejemplo placas que se modifican en niveles superiores, (P-6, P-7, P-8, P-11 y P-12). Algunas placas consideradas en el plano fueron diseñadas como columna ya que no cumplían con las longitudes mínimas para tener elementos de borde de acuerdo a la norma E 0.60.. Diseño de Placa 13 Para el diseño de la placa 13 se utilizaron los siguientes parámetros H (altura) L (longitud) e (alma) fy fć. 380 210 20 4200 210. cm cm cm kg/cm2 kg/cm2. Metrado de Cargas. En este caso se obtuvo el Metrado de cargas de la placa número 13, considerándose planta típica en los cuatro niveles con su respectiva diferencia en las alturas de entrepiso.. 47.

(48) Metrado de Carga Piso 1 PESO UNITARIO 2.4. B (base). Viga Tipo 1 Eje G (3-5). 2.4. 0.5. 0.3. 2.4. 0.864. Viga Tipo 1 Eje G (2-3). 2.4. 0.5. 0.3. 1.685. 0.607. Viga Tipo 1 Eje 3 (E-G). 2.4. 0.5. 0.3. 1.275. 0.459. Vidrio En viga Eje G (35) Vidrio En viga Eje G (2-3) Aligerado. 2.5. 0.002. 3.8. 2.4. 0.046. 2.5. 0.002. 3.8. 1.685. 0.032. 0.3. 12.43. 3.729. Piso terminado. 0.1. 12.81. 1.281. Sobrecarga. 0.4. 12.81. 5.124. ELEMENTO Carga Muerta. Carga Viva. Peso Propio. H L Area (altura) (Longitud) Tributaria 0.2 3.4. 2.1. Peso Total 3.427. Total. 10.44. Tn. 5.12. Tn. Metrado de Carga Piso 2. ELEMENTO Carga Muerta. Carga Viva. Peso Propio Viga Tipo 1 Eje G (3-5) Viga Tipo 1 Eje G (2-3) Viga Tipo 1 Eje 3 (E-G) Tabiqueria en Viga Eje G (3-5) Tabiqueria en Viga Eje G (3-5) Aligerado Piso terminado Sobrecarga. PESO UNITARIO 2.4. B (base) 2.1. H L Area Peso (altura) (Longitud) Tributaria Total 0.2 3.8 3.830. 2.4. 0.5. 0.3. 2.4. 0.864. 2.4. 0.5. 0.3. 1.685. 0.607. 2.4. 0.5. 0.3. 1.275. 0.459. 1.35. 0.15. 3.4. 2.4. 1.652. 1.35. 0.15. 3.4. 1.685. 1.160. 0.3 0.1. 12.43 12.81. 3.729 1.281. 0.4. 12.81. 5.124. Total. 13.58. Tn. 5.12. Tn. Metrado de Carga Piso 3 ELEMENTO Carga Muerta. Carga Viva. Peso Propio Viga Tipo 1 Eje G (3-5) Viga Tipo 1 Eje G (2-3) Viga Tipo 1 Eje 3 (E-G) Aligerado Piso terminado Sobrecarga. PESO UNITARIO 2.4. B (base) 2.1. H L Area Peso (altura) (Longitud) Tributaria Total 0.2 1.8 1.814. 2.4. 0.5. 0.3. 2.4. 0.864. 2.4. 0.5. 0.3. 1.685. 0.607. 2.4. 0.5. 0.3. 1.275. 0.459. 0.3. 12.43. 3.729. 0.1. 12.81. 1.281. 0.1. 12.81. 1.281. 48. Total. 8.75. Tn. 1.28. Tn.

(49) Cuadro Resumen. Nivel Primer Piso Segundo Piso Tercer Piso. CM 10.44 13.58 8.75 32.78. CV 5.12 5.12 1.28 11.53. Unidades Tn Tn Tn Tn. Combinaciones de carga. COMBINACIONES Comb 1 (1.4 CM + 1.7 CV) Comb 2 (1.25 (CM + CV) + SX Comb 3 (1.25 (CM + CV) - SX Comb 4 (0.9 CM + SX) Comb 5 (0.9 CM - SX) Comb 6 (1.25 (CM + CV) + SY Comb 7 (1.25 (CM + CV) - SY Comb 8 (0.9 CM + SY) Comb 9 (0.9 CM - SY). P. My. MX. -65.67298 -37.161025 -60.057925 -12.35913 -49.86633 -51.771325 -60.057925 -26.96943 -35.25603. -0.17503 0.18515 -0.66715 0.26133 -0.40047 0.37565 -0.66715 0.45183 -0.59097. 12.36873 98.085325 -5.560375 93.35032 -81.80008 26.580625 -5.560375 21.84562 -10.29538. Envolvente de Diagrama de Fuerza Cortante. 49.

(50) Envolvente de Diagrama de Momento Flector. Diseño por Flexo Compresión. Pre dimensionamiento elementos de Borde: Los muros de corte son elementos sismo resistentes que controlan los desplazamientos laterales importantes, es por ello que por su longitud requieren de elementos de borde que lo confinen, para ello tomamos lo valores máximos de la carga última y el momento último del análisis estructural. reemplazando los valores en la formula área total que se requiere para diseñar el elemento de borde.. 𝑃𝑢. 0.7∗0.85∗𝑓´𝑐. . obtenemos el. PREDIMENSIONAMIENTO ELEMENTO DE BORDE Pu 65.67 ton P total 33.30 ton Area Columna 525.59 cm2 B borde 20.00 cm h borde 30.00 cm. Diseño por flexión para elemento de borde: De acuerdo al diseño en concreto armado E.0.60 para cada elemento de borde se requerirá de 4 varillas de una pulgada para un área de 20 cm por 30 cm.. d a As Ø varilla # varillas. Peralte Efectivo Altura del bloque comprimido equivalente Area de acero requerido Ø 1" =. 50. 168.00 19.28 16.39 5.10 4.00. cm2 cm2.

(51) Diseño por corte Para el diseño por corte se halló una relación entre la altura y la longitud de la placa, obteniendo un valor de 1.81 con el cual se definió el valor de 𝛼𝑐 . De acuerdo a la norma. E.0.60 se calcularon los valores de cortante de acero (Vs), el cortante del concreto (Vc). para posteriormente definir el tipo de cuantía Horizontal y vertical, se utilizó el segundo caso el cual nos indica que se debe utilizar para ambos una cuantía de 0.0025.. h/L. 1.81. α. 0.633. Acw Vc Vu. 4200.00 38.52 25.28. cm2 ton ton. Vs. -8.78. ton. Mu. 98.09. ton-m. Cuantia Horizontal. Ø varilla espaciamiento. Ph=As/Ac As Ø 3/8" s s. Cuantia Vertical Pv=As/Ac As Ø varilla 8mm espaciamiento s # varillas = s. 0.0025 7.5 0.71 28.40 27.50. 0.0025 7.5 0.50 20.00 8 20.00. 51. cm2 cm2 cm cm. cm2 cm2 cm c/cara cm.

(52) Diagrama de iteración eje X. Point 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11. Ultimas 0° P tonf M x Tonf-m 496.5081 -0.098 496.5081 90.1159 460.4517 133.8302 397.1849 170.6079 329.1419 200.7775 253.0091 226.634 220.0465 267.3351 179.3363 292.5548 90.6068 245.3773 -16.0902 167.1452 -192.7678 0.1416. Nominales 0° P tonf M x Tonf-m 763.8586 -0.1507 763.8586 138.6399 708.3873 205.8925 611.0537 262.4737 506.3722 308.8884 389.2447 348.6677 290.2651 352.6437 199.2626 325.0609 100.6742 272.6414 -17.878 185.7169 -214.1864 0.1574. 52. Ultimas 180° P tonf M x Tonf-m 496.5081 -0.098 496.5081 -90.2126 460.4196 -133.9331 397.0998 -170.6962 328.9926 -200.8333 252.7736 -226.6446 219.8109 -267.2908 179.2511 -292.5544 90.6477 -245.4016 -15.7928 -167.2855 -192.7678 0.1416. Nominales 180° P tonf M x Tonf-m 763.8586 -0.1507 763.8586 -138.7886 708.3378 -206.0509 610.9227 -262.6096 506.1424 -308.9743 388.8824 -348.684 289.9542 -352.5853 199.1679 -325.0604 100.7196 -272.6684 -17.5476 -185.8727 -214.1864 0.1574.

(53) Diagrama de iteración eje Y. Point 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11. Ultimas 90° P tonf M y Tonf-m 496.5081 -5.19E-07 496.5081 6.7157 443.3325 10.8113 360.0171 13.2694 261.221 14.4067 136.5446 14.2939 89.2411 14.8645 14.3815 13.6926 -94.9839 8.3473 -144.1274 4.5134 -192.7678 7.50E-07. Nominales 90° P tonf M y Tonf-m 763.8586 -7.99E-07 763.8586 10.3318 682.05 16.6327 553.8725 20.4145 401.8785 22.1642 210.0686 21.9906 117.7186 19.6079 15.9794 15.214 -105.5377 9.2748 -160.1415 5.0149 -214.1864 8.34E-07. 53. Ultimas 270° P tonf M y Tonf-m 496.5081 -5.19E-07 496.5081 -6.7157 443.3325 -10.8113 360.0171 -13.2694 261.221 -14.4067 136.5446 -14.2939 89.2411 -14.8645 14.3815 -13.6926 -94.9839 -8.3473 -144.1274 -4.5134 -192.7678 7.50E-07. Nominales 270° P tonf M y Tonf-m 763.8586 -7.99E-07 763.8586 -10.3318 682.0501 -16.6327 553.8725 -20.4145 401.8785 -22.1642 210.0686 -21.9906 117.7186 -19.6079 15.9795 -15.214 -105.5377 -9.2748 -160.1415 -5.0149 -214.1864 8.34E-07.

(54) Diseño de Placa 8. La placa numero 8 está sometida a momentos y fuerzas cortantes altos, debido a que en esa zona se encuentran las escaleras, su principal función es soportarlas y darle más rigidez a la estructura. De acuerdo a los resultados estructurales obtenidos del Etabs se concluyó que en el Piso 1 se encuentra la placa 8 más crítica, Para su diseño se utilizaron los siguientes datos. H (altura) L Eje10 (F-G) L Eje 8 (E-F) L Eje F (8-10) e (alma) fy fć. 380 270 160 160 15 4200 210. cm cm cm cm cm kg/cm2 kg/cm2. Metrado de Cargas. En este caso se obtuvo el Metrado de cargas de la placa número 8 para el cual a lo largo de los dos primeros pisos se mantiene igual, sin embargo, se realizó una reducción de sección dividiéndola en la placa 8I y placa 8II para el tercer piso por motivos arquitectónicos y estructurales.. FIGURA N°8 AREA TRIBUTARIA PLACA N°8 54.

(55) Metrado de Carga Piso 1. ELEMENTO PESO UNITARIO B (base) H (altura) L (Longitud) Area Tributaria Peso Total Total Peso Propio 2.4 1.45 0.15 3.4 1.775 2.4 5.34 0.15 3.4 6.536 2.4 2.55 0.15 3.4 3.121 Viga Tipo 1 2.4 0.3 0.5 1.14 0.410 Eje 09 Viga Chata 02 2.4 0.15 0.2 1.2 0.086 Viga Tipo 1 2.4 0.3 0.5 0.49 0.176 Eje 10 (D-F) Viga Tipo 1 2.4 0.3 0.5 1.19 0.428 Carga 22.29 Tn Eje G (9-10) Muerta Viga Tipo 1 2.4 0.3 0.5 1.15 0.414 Eje 8 (F-G) Viga Tipo 1 2.4 0.3 0.5 1.95 0.702 Eje F (7-8) Viga Tipo 1 2.4 0.3 0.5 0.97 0.349 Eje 8 (E-F) Aligerado 0.3 20.28 6.084 Piso 0.1 22.10 2.210 terminado Carga Sobrecarga 0.4 22.10 8.840 8.84 Tn Viva. FIGURA 9- ANCHO TRIBUTARIO PISO 1 PLACA N°8. 55.

(56) Metrado de Carga Piso 2. ELEMENTO PESO UNITARIO B (base) H (altura) L (Longitud) Area Tributaria Peso Total Peso Propio. Carga Muerta. 1.45. 0.15. 3.8. 1.984. 2.4. 5.34. 0.15. 3.8. 7.305. 2.4. 2.55. 0.15. 3.8. 3.488. Viga Chata 01. 2.4. 0.15. 0.2. 1.8. 0.130. Viga Chata 02. 2.4. 0.15. 0.2. 1.2. 0.086. Viga Tipo 1 Eje 10 (E-F). 2.4. 0.3. 0.5. 1.74. 0.626. 2.4. 0.3. 0.5. 3.09. 1.112. 2.4. 0.3. 0.5. 0.97. 0.349. 2.4. 0.3. 0.5. 1.15. 0.414. 2.4. 0.3. 0.5. 1.19. 0.428. Viga Tipo 1 Eje 9 (D-F) Viga Tipo 1 Eje 8 (E-F) Viga Tipo 1 Eje 8 (F-G) Viga Tipo 1 Eje G (9-10). Carga Viva. 2.4. Aligerado Piso terminado. 0.3. 13.45. 4.034. 0.1. 14.17. 1.417. Sobrecarga. 0.4. 14.17. 5.667. FIGURA 10- ANCHO TRIBUTARIO PISO 2 PLACA N°8. 56. Total. 21.37 Tn. 5.67. Tn.

(57) Metrado de Carga Piso 3 ELEMENTO Peso Propio. Viga Chata 01 Viga Tipo 1 Eje F (7-8) Viga Tipo 1 Eje 10 (E-F) Carga Viga Tipo 1 Muerta Eje 9 (D-F) Viga Tipo 1 Eje 8 (E-F) Viga Tipo 1 Eje 8 (F-G) Viga Tipo 1 Eje G (9-10) Aligerado Piso terminado Carga Sobrecarga Viva. PESO UNITARIO 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4. B (base). L (Longitud). 1.45 5.34 2.55 0.15 0.3. H (altura) 0.15 0.15 0.15 0.2 0.2. Area Tributaria. Peso Total. 3.8 3.8 3.8 1.2 1.8. 1.984 7.305 3.488 0.086 0.259. 2.4. 0.3. 0.5. 1.74. 0.626. 2.4. 0.3. 0.5. 3.09. 1.112. 2.4. 0.3. 0.45. 0.97. 0.314. 2.4. 0.3. 0.45. 1.15. 0.373. 2.4. 0.3. 0.5. 1.19. 0.428. 0.3 0.1. 19.82 20.54. 5.945 2.054. 0.4. 20.54. 8.215. FIGURA 11- ANCHO TRIBUTARIO PISO 3 PLACA N°8. 57. Total 23.98. Tn. 8.21. Tn.

(58) Cuadro Resumen. Nivel. CM. CV. Unidades. Primer Piso. 22.29. 8.84. Tn. Segundo Piso. 21.37. 5.67. Tn. Tercer Piso. 23.98. 8.21. Tn. 67.64. 22.72. Tn. Cargas de Diseño de Placa 8 – Primer Piso. CM (PP) CM(OTROS) CM(TABIQUERIA) CM (TOTAL) CV (E. 0.20) SDXF Max SDYF Max. P tonf -67.5965 -6.7096 -15.4498 -89.7559 -18.3068 22.3506 13.8637. V2 tonf 3.2683 0.6454 1.5625 5.4762 2.3557 29.5215 37.0947. V3 tonf -1.5264 -0.2361 -0.3811 -2.1436 -0.787 31.6892 23.6715. M2 tonf-m -3.391 -0.0981 -1.0392 -4.5283 -0.5629 188.097 118.6999. M3 tonf-m -0.8335 -1.8911 2.349 -0.3756 -5.0623 340.5411 391.3255. Combinaciones de carga COMBINACIONES Comb 1 (1.4 CM + 1.7 CV) Comb 2 (1.25 (CM + CV) + SX Comb 3 (1.25 (CM + CV) – SX Comb 4 (0.9 CM + SX) Comb 5 (0.9 CM - SX) Comb 6 (1.25 (CM + CV) + SY Comb 7 (1.25 (CM + CV) – SY Comb 8 (0.9 CM + SY) Comb 9 (0.9 CM - SY). P. V2. V3. M2. M3. -156.77982 -112.727775 -148.942075 -58.42971 -103.13091 -121.214675 -148.942075 -66.91661 -94.64401. 11.67137 39.311375 -27.304825 34.45008 -24.59292 46.884575 -27.304825 42.02328 -32.16612. -4.33894 28.02595 -27.33475 29.75996 -33.61844 20.00825 -27.33475 21.74226 -25.60074. -7.29655 181.733 -125.0639 184.02153 -192.17247 112.3359 -125.0639 114.62443 -122.77537. -9.13175 333.743725 -398.122875 340.20306 -340.87914 384.528125 -398.122875 390.98746 -391.66354. Diseño por Flexo Compresión Pre dimensionamiento elementos de Borde: Considerando el mismo criterio de pre dimensionamiento se calculó la distancia del elemento de borde como el 10% de la longitud total de la longitud del eje 10 (F-G) y el eje 58.

(59) 8 (E-F), utilizando una longitud de 40 cm. En el caso del eje F (8-10) la longitud para el elemento de borde que se obtuvo fue de 53 cm como valor de partida, sin embargo, de acuerdo al requerimiento de las varillas que se colocaron por diseño por flexión se utilizó una longitud de 45 cm.. Diseño por flexión para elemento de borde: De acuerdo a la norma técnica Peruana E0.60 se obtuvo la cantidad de varillas que se requerían de acuerdo a los momentos que se obtuvieron del análisis estructural, el criterio fue diseñar los elementos de borde con los momentos más críticos de acuerdo al eje que lo requería para el eje F (8-10) se utilizó un el momento máximo en “X” de 398.12 Tn-m y para los Eje 10 (F-G) y el Eje 8 (E-F) se utilizó el momento máximo en “Y” que fue de 192.17 Tn-m. DISEÑO POR FLEXION ELEMENTOS DE BORDE d a. As Ø varilla # varillas. Ø 3/4" = d a. As Ø varilla # varillas. Ø 1" =. EJE 10 (F-G) y EJE 8 (E-F) Peralte Efectivo 344 Altura del bloque 24.020895 comprimido equivalente Area de acero 15.3133205 requerido 2.84 6 EJE F (8-10) Peralte Efectivo 427.2 Altura del bloque 40.6030916 comprimido equivalente Area de acero 25.8844709 requerido 5.1 6. 59. cm2 cm2. cm2 cm2.

(60) Diseño por Corte. Ø varilla espaciamiento. Ø varilla espaciamiento # varillas. Ø varilla espaciamiento. Ø varilla espaciamiento # varillas. Ø varilla espaciamiento. Ø varilla espaciamiento # varillas. DISEÑO POR CORTE EJE 10 (F-G) Para cuantia Horizontal Ph=As/Ac 0.0025 As 8.0625 8mm 0.50 s 26.67 s 25.00 Para cuantia Vertical Pv=As/Ac 0.0025 As 8.0625 8mm 0.50 s 26.67 = 10 s 25.00 EJE 8 (E-F) Para cuantia Horizontal Ph=As/Ac 0.0025 As 8.0625 8mm 0.50 s 26.67 s 25.00 Para cuantia Vertical Pv=As/Ac 0.0025 As 8.0625 8mm 0.50 s 26.67 = 5 s 25.00 EJE F (8-10) Para cuantia Horizontal Ph=As/Ac 0.0025 As 16.65 8mm 0.5 s 26.6666667 s 25 Para cuantia Vertical Pv=As/Ac 0.0025 As 16.65 8mm 0.5 s 26.67 = 20 s 25. 60. cm2 cm2 cm cm. cm2 cm2 cm c/cara cm. cm2 cm2 cm cm. cm2 cm2 cm c/cara cm. cm2 cm2 cm cm. cm2 cm2 cm c/cara cm.

(61) Diagrama de iteración eje X. Point 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11. Ultimas 0° Nominales 0° Ultimas 180° Nominales 180° P tonf M x Tonf-m P tonf M x Tonf-mP tonf M x Tonf-m P tonf M x Tonf-m 1695.8069 -138.8305 2608.934 -213.585 1695.81 -138.8305 2608.9336 -213.5853 1637.0054 1306.4276 2518.47 2009.889 1287.11 -1834.718 1980.1645 -2822.6434 1515.2523 1605.9746 2331.157 2470.73 1162.76 -2019.394 1788.8649 -3106.7599 1385.34 1877.5283 2131.292 2888.505 1029.45 -2169.015 1583.7761 -3336.9458 1242.8782 2132.7698 1912.12 3281.184 882.729 -2291.379 1358.045 -3525.198 1080.4782 2391.7886 1662.274 3679.675 714.163 -2400.844 1098.7122 -3693.6065 1066.1937 2673.7158 1485.233 3767.473 698.86 -2734.889 921.8721 -3607.6129 1051.9092 2955.643 1319.713 3729.749 681.282 -3066.753 756.9797 -3407.5033 1037.6247 3237.5702 1152.916 3597.3 532.764 -2803.403 591.9605 -3114.892 866.4456 2996.0118 962.7174 3328.902 365.278 -2403.703 405.8647 -2670.7806 -494.4115 200.7202 -549.346 223.0224 -494.41 200.7202 -549.3461 223.0224. 61.

(62) Diagrama de iteración eje Y Ultimas 90° M y Tonf-m. Nominales 90° P tonf. Ultimas 270°. M y Tonf-m. Point. P tonf. 1. 1695.8069. 43.3761 2608.9336. 66.7324 1695.8069. 43.3761. 2608.9336. 66.7324. 2. 1695.8069. 334.3515 2608.9336. 514.387 1695.8069. -179.4404. 2608.9336. -276.0621. 3. 1695.8069. 509.828 2608.9336. 784.3508 1695.8069. -291.4007. 2608.9336. -448.3087. 4. 1695.8069. 648.5355 2608.9336. 997.747 1678.4719. -379.3722. 2582.2644. -583.6495. 5. 1568.9207. 752.8002 2413.7241. 1158.1542. 642.244. -749.1111. 988.0677. -1152.4786. 6. 1410.4901. 826.2588 2169.9848. 1271.1675. 459.1622. -800.6737. 706.4034. -1231.8057. 7. 830.6195. 734.0986 1921.8546. 1266.4702. 304.795. -929.1575. 402.0575. -1225.6588. 8. 250.749. 641.9383. 278.61. 713.2648. 65.2819. -1036.0973. 72.5354. -1151.2192. 9. -100.015. 471.5563. -111.1278. 523.9515. -83.6555. -853.1497. -92.9505. -947.9441. 10. -278.6425. 294.7925. -309.6027. 327.5472. -245.0766. -582.4664. -272.3073. -647.1849. 11. -494.4115. -62.7128. -549.3461. -69.6809. -494.4115. -62.7128. -549.3461. -69.6809. 62. P tonf. M y Tonf-m. Nominales 270° P tonf. M y Tonf-m.

(63) Cuadro Resumen Diseño de Placas Dimensiones Regulares Piso N° de placa Dimension en X Dimension en Y Area (Ag) f'c fy Factor. 3er Piso. Sotano. cm. Sotano 2do piso P-6 115. 2do Piso- 3 er Piso P-11 I 30. 1er Piso 2do piso P-7I 95. 1er Piso3er piso P-7II 60. 3er Piso. P-9 97. Sotano- 1 er piso P-11 25. P-6 I 60. cm. 30. 30. 15. 110. 60. 30. 30. 30. cm 2 Kg/cm2 Kg/cm2. 1800 210 4200 0.1 37800. 1455 210 4200 0.1 30555. 2750 210 4200 0.1 57750. 1800 210 4200 0.1 37800. 2850 210 4200 0.1 59850. 1800 210 4200 0.1 37800. 1800 210 4200 0.1 37800. P-7III 60. 0.1*fć*Ag. Kgf. 3450 210 4200 0.1 72450. Pu- ETABS. Kgf. 73375.05. 9306.05. 10801.48. 23626.125. 27888.4. 8885.2. 29838.2. 8667. M33. ton-m. Flexo compresión 44.39. Flexión Simple 13.38. Flexión Simple 10.64. Flexión Simple 50.29. Flexión Simple 15.27. Flexión Simple 25.86. Flexión Simple 24.22. Flexión Simple 13.87. M22 Diseño de columna. ton-m. 2.09 14 @ 3/4. 1.86 10 @ 5/8. 0.23 10 @ 5/8. 0.50 10 @3/4. 0.12 8 @ 5/8. 0.96 12 @ 3/4. 1.95 10 @ 5/8. 1.40 10 @ 5/8. Condición de Diseño. 63.

(64) Diseño de Losas aligeradas Para el diseño de las losas aligeradas se consideran las cargas por gravedad actuantes directamente sobre la losa. La losa se divide en viguetas de un ancho nominal superior de 40cm e inferior de 10cm. Son estas viguetas las que soportarán la carga, por tanto, se realizó el siguiente metrado de cargas.. Tipo 1 METRADO DE CARGAS (kgf/mL) 120. Peso Propio Piso Terminado Tabiquería repartida S/C. 40 160 320. En función al resultado de metrado de cargas se optó por un ancho de losa de 20cm. con altura de ala 5cm. y peralte efectivo de 17cm. Las cuales presentan las siguientes propiedades: Peralte (h) m. Peralte Efectivo (d). 0.2. 0.17. Ig cm^4. 118800. M+Cr kg-m. 260. M- Cr kg-m. 505. A+s Min. 0.41. A-s Min. 1.01. A+ sb. 10. A- Sb. 3.61. El criterio de diseño que se empleó para las viguetas fue la alternancia de cargas, teniendo como resultados los siguientes diagramas para un paño típico del piso 2 comprendido entre los ejes 1-2.. 64.

(65) ALTERNANCIA DE CARGAS. DIAGRAMAS DE MOMENTO FLECTOR. DIAGRAMAS DE FUERZA CORTANTE. 65.

(66) Seccion. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 0.288. 0.363. 0.417. 0.311. 0.533. 0.524. 0.288. b. 10. 40. 10. 40. 10. 40. 10. a. 1.089. 0.336. 1.602. 0.287. 2.079. 0.487. 1.089. At. 0.463. 0.571. 0.681. 0.488. 0.883. 0.827. 0.463. 1/2". 1/2". 1/2". 1/2". 1/2". 1/2". 1/2". Mu. As Colocado. De la tabla anterior se concluye que el As colocado es el mínimo en función al análisis ya descrito. La fuerza cortante de las viguetas Vu es menor a la del del concreto Vc = 1.22 Ton, por tanto, no necesita ensanche de vigueta en esta sección.. 66.

(67) Diseño de muros de sótano Para el diseño de muros de sótano se necesitaron los parámetros de resistencia del suelo obtenidos en el estudio de mecánica de suelos. Los muros de sótano se diseñarán como una viga simplemente apoyada por flexión y corte. La carga a la que estarán sometidas serán la presión lateral activa del suelo y la presión transmitida por las estructuras colindantes, teniendo estas últimas un valor de 1 Ton. La presión activa será una carga triangular desde el nivel del piso hasta la base de la cimentación donde alcanzará su valor máximo.. DEL EMS:. Ka. 0.24. Densidad natural del suelo. 1.87 Ton/m3. Profundidad de cimentación. DISEÑO POR FLEXION. 67. 2.2 m.

(68) Seccion. 1 0.884. Mu b. 100. a. 0.327. At. 1.389. As. 2* 3/8’’ 1.43. Colocado. DISEÑO POR CORTE. Como el diseño se basa en una viga simplemente apoyada, el Vc obtenido será: 𝜑𝑉𝑐 = 𝜑0.53√𝑓′𝑐 ∗ 𝑏 ∗ 𝑑. Obteniendo como resultado 𝜑𝑉𝑐 = 12.21 𝑇𝑜𝑛. DFC. Del diagrama observamos que: 𝜑𝑉𝑐 > 𝑉𝑢, por tanto, el diseño pasa por corte. 68.

(69) Diseño de Escaleras Para el diseño de la escalera se tomó utilizó el concepto de diseño por gravedad. Siendo las cargas que soporta la escalera su peso propio y la sobre carga (2400kgf y 400kgf respectivamente). El diseño del refuerzo de la escalera será similar al de una viga (diseño por flexión) y el refuerzo perpendicular se utilizará la cuantía mínima para lozas macizas (0.0012).. METRADO DE CARGAS PARA ESCALERA 2 CARGA ANCHO ALTO PESO PROPIO 2.4 1 PISO TERMINADO 0.1 1 SOBRE CARGA. 0.4. TOTAL (TON/M) 0.2 0.48 0.1. 1. CARGA DE SERIVICIO (CM+CV) CARGAS ULTIMAS (1.4CM+1.7CV). DIAGRAMA DE MOMENTO FLECTOR. 69. 0.4 0.98 1.492.

(70) DISEÑO DEL REFUERZO. 1. 2. Mu(tn.m). 4.91. 4.43. a. 1.71. 1.90. As. 7.26. 8.09. Varillas. 2*3/4' +. 2*3/4' +. 2*5/8'. 2*5/8'. DISEÑO POR CORTE. Para el diseño de corte de consideró por metro lineal, siendo un b = 100cm y un peralte efectivo d = 17cm. Con estos datos, se observa que el concreto es suficientemente rígido para aguantar las fuerzas cortantes a lo largo de la escalera.. 70.

(71) Verificación por cortante. 1. 2. Vu. 4.59. 1.98. Vc. 12.21. 12.21. Verificación. OK. OK. CUADRO RESUMEN DE ESCALERAS ESCALERA 1 REFUERZO LOGITUDINAL. 2∅5/8"@.25. REFUERZO TRANSVERSAL. 2∅3/8"@.25. ESCALERA 2 ∅5/8"+ ∅3/4"@.25. REFUERZO LOGITUDINAL REFUERZO TRANSVERSAL. 2∅3/8"@.25. ESCALERA 2 REFUERZO LOGITUDINAL. 2∅1/2"@.20. REFUERZO TRANSVERSAL. 2∅1/2"@.20. 71.