Comparación del procedimiento de diseño y relación costo beneficio entre la NSR 10 y los requisitos esenciales en edificios de concreto reforzado basados en ACI 318 02

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(1)COMPARACIÓN DEL PROCEDIMIENTO DE DISEÑO Y RELACIÓN COSTO BENEFICIO ENTRE LA NSR-10 Y LOS REQUISITOS ESENCIALES EN EDIFICIOS DE CONCRETO REFORZADO BASADOS EN ACI 318-02. CRISTHIAN DUVAN PARDO PÉREZ 503966 MIGUEL ÁNGEL VALERO GONZÁLEZ 504016. UNIVERSIDAD CATÓLICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERíA INGENIERIA CIVIL BOGOTÁ D.C 2016.

(2) COMPARACIÓN DEL PROCEDIMIENTO DE DISEÑO Y RELACIÓN COSTO BENEFICIO ENTRE LA NSR-10 Y LOS REQUISITOS ESENCIALES EN EDIFICIOS DE CONCRETO REFORZADO BASADOS EN ACI 318-02. CRISTHIAN DUVAN PARDO PEREZ 503966 MIGUEL ANGEL VALERO GONZALEZ 504016. Trabajo de grado Trabajo de investigación Línea de investigación: Gestión y tecnologías para la sustentabilidad de las comunidades. Director (a): Ingeniera Marisol Nemocón Ruiz Codirector: Ingeniero Oscar Eduardo Pinzón Vargas. UNIVERSIDAD CATÓLICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERíA INGENIERíA CIVIL BOGOTÁ D.C 2016.

(3) 3.

(4) Notas de aceptación:. Firma del presidente del jurado. Firma del jurado. Firma del jurado. Bogotá D.C 28-10-2016. 4.

(5) DEDICATORIA MIGUEL ANGEL VALERO Hoy, Dios quiero darte las gracias por tu amor, bondad y fidelidad al permitirme concluir con éxito este logro siendo el resultado de tu ayuda. A mis padres y hermanos que con su esfuerzo y apoyo han estado presentes en todos los momentos, siendo columna fuerte frente a los retos, dificultades y aciertos a través de mi vida y carrera, pido a Dios que los bendiga y pueda compartir con ellos los frutos de mis logros alcanzados. A mis tutores, la Ingeniera Marisol Nemocòn e Ingeniero Oscar Pinzòn, que me guiaron paso a paso del proyecto, imprimiendo en cada uno su sello de conocimiento y experiencia. Dejando en mí fuertes bases como profesional, que estoy seguro se verán reflejados en mi labor futura como ingeniero civil. Y a ti Alejandra no puedo dejar de mencionarte, pues has sido parte de este proyecto, al brindarme tu amor y apoyo incondicional, haciendo que esta meta alcanzada encaje en nuestros sueños y anhelos futuros.. 5.

(6) SEGUNDA DEDICATORIA CRISTHIAN DUVAN PARDO PEREZ Al culminar este proyecto de investigación, quiero expresar mis más sinceros agradecimientos en primer lugar a Dios, por permitirme llegar a este momento tan especial de mi vida. A mis padres y hermanita, quienes me han acompañado durante toda mi carrera brindándome su aliento, comprensión y ayuda, lo que ha contribuido a la consecución de esta meta. A mis tutores la Ingeniera Marisol Nemocòn e Ingeniero Oscar Pinzòn, que, con su apoyo, conocimiento, orientación y paciencia, supieron guiarme en el desarrollo y culminación del proyecto, compartiendo su tiempo incluso sus ideas para mejora lo propuesto.. 6.

(7) CONTENIDO pág. DEDICATORIA ........................................................................................................ 5 SEGUNDA DEDICATORIA ...................................................................................... 6 TABLA DE ILUSTRACIONES ................................................................................ 11 LISTA DE TABLAS ................................................................................................ 17 LISTA DE ECUACIONES ...................................................................................... 20 LISTA DE ANEXOS ............................................................................................... 23 PALABRAS CLAVES ............................................................................................. 24 GLOSARIO ............................................................................................................ 25 NOMENCLATURA ................................................................................................. 26 RESUMEN ............................................................................................................. 29 0. INTRODUCCIÓN ............................................................................................ 30 1. ANTECEDENTES ........................................................................................... 32 2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ............................................................. 34 OBJETIVOS ........................................................................................................... 35 3.1 GENERAL ........................................................................................................ 35 3.2 ESPECÍFICOS ................................................................................................. 35 3. JUSTIFICACIÓN ............................................................................................. 36 4. DELIMITACIÓN .............................................................................................. 37 5. MARCO HISTORICO ..................................................................................... 38 6. ESTADO DEL ARTE ...................................................................................... 39 7. MARCO TEORICO Y CONCEPTUAL ............................................................ 40 8.1 CRITERIOS GENERALES DEL PREDIMENSIONAMIENTO MÉTODO SIMPLIFICADO SISTEMA DE PISO ..................................................................... 40 8.1.1. Sistema de viguetas. ................................................................................ 40 8.1.2 Riostras. .................................................................................................... 41 8.1.3. Losa superior entre viguetas. ................................................................... 41 8.1.4. Requisitos de integridad ........................................................................... 43 8.1.5. Vigas maestras y viguetas........................................................................ 43 8.1.6. Torsión en vigas maestras ....................................................................... 51 8.2 ELEMENTOS VERTICALES DE SOPORTE ................................................... 51 8.3 SISTEMA DE RESISTENCIA ANTE CARGAS LATERALES .......................... 57 8.3.1 Muros de concreto reforzado..................................................................... 58 8.3.2 Área mínima de muros requerida por resistencia a cortante ..................... 58 8.3.3 Cortante adicional en muros por efectos torsionales. ................................ 59 8.3.4 Diseño de muros pantalla .......................................................................... 62 8.4 FUERZAS SÍSMICAS ...................................................................................... 65 8.4.1 Movimientos sísmicos de diseño. .............................................................. 65 8.4.2 Aceleración pico efectiva. .......................................................................... 65 8.4.3 Zonas de amenaza sísmica. ...................................................................... 65 8.4.4 Tipo de perfil de suelo. .............................................................................. 65 7.

(8) 8.4.5 Efectos locales. ......................................................................................... 66 8.4.6 Ordenadas del espectro de diseño. ........................................................... 66 8.4.7 Sistema estructural de resistencia sísmica. ............................................... 66 8.4.8 Capacidad de disipación de energía del sistema estructural de resistencia sísmica. .............................................................................................................. 67 8.4.9 Cálculo de cortante sísmico en la base. .................................................... 67 8.4.10 Distribución vertical de las fuerzas de diseño. ......................................... 67 8.4.11Pórticos .................................................................................................... 68 8.5 FUERZAS DE VIENTO .................................................................................... 69 8.6 CIMENTACIÓN ................................................................................................ 69 8.7 MUROS DE CONTENCIÓN............................................................................. 70 8.8 CARGAS VIVAS Y PROPIEDADES DE LOS MATERIALES .......................... 73 8.8.1 Propiedades de los materiales. ................................................................. 73 8.8.2 Cargas vivas del proyecto. ........................................................................ 73 8.9 COMBINACIONES DE CARGA ....................................................................... 74 8.10 LIMITACIONES .............................................................................................. 74 8. METODOLOGÍA ............................................................................................. 77 10. DISEÑO ALTERNATIVA 1 MÉTODO REQUISITOS ESENCIALES ................ 79 10.1 OBTENCIÓN DE FUERZAS, PREDIMENSIONAMIENTO Y ANÁLISIS SÍSMICO ................................................................................................................ 79 10.1.1 Predimensionamiento de elementos estructurales .................................. 79 10.1.2 Avalúo de cargas ..................................................................................... 88 10.1.3 Análisis sísmico ....................................................................................... 89 10.1.4 Análisis de viento .................................................................................... 92 10.1.5 DERIVAS ALT 1 ...................................................................................... 92 10.1.6 Centros de rigidez y centros de masa ..................................................... 93 10.1.7 Momento adicional en vigas generado por el sismo ................................ 99 10.2 DISEÑO REQUISITOS ESENCIALES ......................................................... 105 10.2.1 Diseño de losa ....................................................................................... 105 10.2.2 Diseño de columnas .............................................................................. 107 10.2.3 Diseño de muros de concreto reforzado................................................ 120 10.2.4 Diseño de cimentación .......................................................................... 124 10.2.5 Diseño de muros de contención ............................................................ 126 10.2.6 Diseño de vigas ..................................................................................... 128 10.3. MODELO ESTRUCTURAL REQUISITOS ESENCIALES ALT 1 ................ 136 11. DISEÑO ALTERNATIVA 2 METODOLOGÍA NSR - 10 ................................. 161 11.1SISTEMA ESTRUCTURAL ........................................................................... 161 11.2 ANÁLISIS SÍSMICO ..................................................................................... 161 11.2.1 Parámetros sísmicos ............................................................................. 161 11.2.2 Irregularidades. ..................................................................................... 161 11.2.3 Disipación de energía R ........................................................................ 162 11.2.4 Predimensionamiento de los elementos ................................................ 162 8.

(9) 11.2.5 Cargas vivas y cargas muertas ............................................................. 163 11.2.6 Combinaciones de carga ....................................................................... 164 11.2.7 Modelo estructural ................................................................................. 165 11.2.8 Resultantes en la base. ......................................................................... 183 11.2.9 Periodo de vibración .............................................................................. 184 11.2.10 Derivas ................................................................................................ 186 11.2.11 Cortante basal ..................................................................................... 189 11.2.12 Factor de corrección ............................................................................ 190 11.3 DISEÑO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES .......................................... 191 11.3.1 Columnas .............................................................................................. 191 11.3.2 Cimentación .......................................................................................... 199 11.3.3 Losas ..................................................................................................... 201 11.3.4 Muros pantalla “Muros cortafuego” ........................................................ 206 11.3.5 Muros de contención ............................................................................. 209 12. COMPARATIVOS .......................................................................................... 212 12.1 COMPARATIVO DE VIGAS......................................................................... 212 12.1.1 Comparativo de dimensiones ................................................................ 212 12.1.2 Comparativo de diseño a flexión requisitos esenciales y NSR-10......... 212 12.1.3 Comparativo de diseño a flexión requisitos esenciales y ETABS 2015 . 212 12.1.4 Comparativo de diseño a corte requisitos esenciales y NSR-10 ........... 212 12.1.5 Comparativo de diseño a corte requisitos esenciales y ETABS 2015 ... 213 12.1.6 Variables que diferencian los diseños y como afectan la escogencia de los mismos ....................................................................................................... 213 12.2 COMPARATIVO DE MUROS PANTALLA ................................................... 213 12.2.1 Comparativo de dimensiones ................................................................ 213 12.2.2 Comparativo de fuerzas cortantes por el método requisitos esenciales y ETABS 2015..................................................................................................... 213 12.2.3 Comparativo de diseños ........................................................................ 216 12.3 COMPARATIVO DE MUROS DE CONTENCIÓN ....................................... 217 12.3.1 Comparativo de dimensiones ................................................................ 217 12.3.2 Comparativo de diseño a flexión ........................................................... 217 12.3.3 Comparativo de diseño a cortante ......................................................... 217 12.3.4 Variables que diferencian los diseños y como afectan la escogencia de los mismos ....................................................................................................... 217 12.4 COMPARATIVO LOSAS.............................................................................. 218 12.4.1 Comparativo de dimensiones ................................................................ 218 12.4.2 Comparativo de diseño a flexión ........................................................... 218 12.4.3 Comparativo de diseño a cortante ......................................................... 218 12.4.5 Variables que diferencian los diseños y como afectan la escogencia de los mismos ....................................................................................................... 218 12.5 COMPARATIVO DE COLUMNAS ............................................................... 219. 9.

(10) 12.5.1 Comparativo de dimensiones ................................................................ 219 12.5.2 Comparativo de diseño a flexión ........................................................... 219 12.5.3 Comparativo de diseño a cortante ......................................................... 219 12.5.4 Variables que diferencian los diseños y como afecta la escogencia de los mismos ............................................................................................................. 219 12.6 COMPARATIVO RIGIDEZ ESTRUCTURAL Y DERIVAS............................ 219 12.6.1 Comparativo de derivas......................................................................... 219 12.6.2 Comparativo de periodos de vibración .................................................. 219 12.6.3 Comparativo de cortante basal .............................................................. 220 12.6.4 Comparativo de masa total de la edificación ......................................... 220 12.7 VOLÚMENES DE CONCRETO Y COMPARATIVO .................................... 220 12.8 RELACIÓN COSTO BENEFICIO ................................................................. 220 12.9 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE CADA ALTERNATIVA .......................... 221 12.9.1 Ventajas y desventajas método simplificado ......................................... 221 12.9.2 Ventajas y desventajas método NSR-10 ............................................... 221 13. CONCLUSIONES .......................................................................................... 222 14. RECOMENDACIONES .................................................................................. 224 15. BIBLIOGRAFIA .............................................................................................. 225. 10.

(11) TABLA DE ILUSTRACIONES pág. Ilustración 1 Sistema de Viguetas método simplificado ....................................... 40 Ilustración 2 Predimensionamiento del sistema de losa método simplificado ...... 41 Ilustración 3 Dimensionamiento para evitar efectos torsionales método simplificado ............................................................................................................ 51 Ilustración 4 Dimensiones mínimas de columnas según su localización método simplificado ............................................................................................................ 52 Ilustración 5 Caso B momento no balanceado método simplificado .................... 53 Ilustración 6 Caso C momento no balanceado método simplificado .................... 53 Ilustración 7 Dimensiones mínimas de la sección transversal en muros de concreto reforzado método simplificado ................................................................ 58 Ilustración 8 Efecto torsional causado por las excentricidades método simplificado ............................................................................................................................... 61 Ilustración 9 Dimensiones de los muros pantalla método simplificado ................. 61 Ilustración 10 Momentos actuantes en el muro de contención método simplificado ............................................................................................................................... 72 Ilustración 11 Aferencia primer piso método simplificado .................................... 80 Ilustración 12 Aferencia pisos 2-3 y 4 método simplificado .................................. 80 Ilustración 13 Fuerzas de sismo para derivas - distribución esquema vertical método simplificado ............................................................................................... 91 Ilustración 14 Fuerzas de sismo para diseño - distribución esquema vertical método simplificado ............................................................................................... 92 Ilustración 15 Origen de coordenadas e identificación de muros estructurales método simplificado ............................................................................................... 93 Ilustración 16 Modelo 3D AutoCAD 2016 método simplificado ............................ 95 Ilustración 17 Centro de rigidez y centro de gravedad primer piso método simplificado ............................................................................................................ 95 Ilustración 18 Centros de rigidez y centro de gravedad pisos superiores método simplificado ............................................................................................................ 96 Ilustración 19 Distribución de columnas centrales y de borde método simplificado ............................................................................................................................... 99 Ilustración 20 Esquema del pórtico B,C y D, fuerzas de sismo en columnas centrales método simplificado .............................................................................. 100 Ilustración 21 Diagrama de momentos columnas ejes B,C y D método simplificado .......................................................................................................... 101 Ilustración 22 Esquema del pórtico A, fuerzas de sismo en columnas método simplificado .......................................................................................................... 102 Ilustración 23 Diagrama de momentos columnas eje A método simplificado ..... 103 Ilustración 24 Esquema de los pórticos 1,2,3,4 y 5, fuerzas de sismo en columnas método simplificado ............................................................................. 103. 11.

(12) Ilustración 25 Diagrama de momentos columnas Ejes 1,2,3,4 y 5 método simplificado .......................................................................................................... 104 Ilustración 26 Diagrama de cuerpo libre para el análisis de losa método simplificado .......................................................................................................... 105 Ilustración 27 Esquema de refuerzo de losa método simplificado...................... 107 Ilustración 28 Columna de análisis, cargada con el caso b método simplificado ............................................................................................................................. 109 Ilustración 29 Columna de análisis, cargada con el caso c método simplificado110 Ilustración 30 Diagrama de iteración columnas 90cm x 90cm método simplificado ............................................................................................................................. 113 Ilustración 31 Diagrama de iteración columnas 80cm x 80cm método simplificado ............................................................................................................................. 118 Ilustración 32 Cortantes actuantes en el muro de concreto reforzado método simplificado .......................................................................................................... 121 Ilustración 33 Diagrama de iteración para muro pantalla método simplificado .. 123 Ilustración 34 Distribución de refuerzo en muros pantalla método simplificado . 124 Ilustración 35 Condición de carga muros de contención método simplificado ... 127 Ilustración 36 Distribución del acero de refuerzo para muros de contención método simplificado ............................................................................................. 128 Ilustración 37 Datos de entrada hoja de cálculo de vigas método simplificado .. 129 Ilustración 38 Cuadros de resultados hoja de cálculo de vigas método simplificado .......................................................................................................... 129 Ilustración 39 Propiedades estructurales hoja de cálculo de vigas método simplificado .......................................................................................................... 129 Ilustración 40 Chequeos dimensionales hoja de cálculo de vigas método simplificado .......................................................................................................... 130 Ilustración 41 Avalúo de cargas hoja de cálculo de vigas método simplificado . 130 Ilustración 42 Condiciones de apoyo de la viga en la hoja de cálculo método simplificado .......................................................................................................... 131 Ilustración 43 Tabla desplegable en hoja de cálculo de vigas método simplificado ............................................................................................................................. 131 Ilustración 44 Imagen general de matriz de resultados para vigas de primer piso método simplificado ............................................................................................. 132 Ilustración 45 Imagen general de hoja de diseño de vigas método simplificado 132 Ilustración 46 Lista desplegable para seleccionar la viga de análisis método simplificado .......................................................................................................... 133 Ilustración 47 Envolventes de cortantes y de momentos ................................... 133 Ilustración 48 Consideraciones de diseño de vigas método simplificado ........... 134 Ilustración 49 Diseño a flexión de vigas hoja de cálculo método simplificado .... 134 Ilustración 50 Diseño a cortante de vigas método simplificado .......................... 135 Ilustración 51 Identificación de vigas primer piso ............................................... 136 Ilustración 52 Identificación de vigas pisos 2 a 4 ............................................... 136 Ilustración 53 Concreto modelo estructural método simplificado ....................... 137 Ilustración 54 Acero modelo estructural método simplificado ............................ 137. 12.

(13) Ilustración 55 Columnas 0.80mx0.80m modelo estructural método simplificado ............................................................................................................................. 138 Ilustración 56 Columna 0.90mx0.90m modelo estructural método simplificado . 138 Ilustración 57 Viga maestra 0.40mx0.75m modelo estructural método simplificado ............................................................................................................................. 139 Ilustración 58 Vigueta de borde 0.20mx0.75m modelo estructural método simplificado .......................................................................................................... 139 Ilustración 59 Losa tipo membrana modelo estructural método simplificado ..... 140 Ilustración 60 Muro pantalla e=0.19m modelo estructural método simplificado . 141 Ilustración 61 Muro pantalla e=0.20m modelo estructural método simplificado . 141 Ilustración 62 Muro pantalla e=0.21 modelo estructural método simplificado .... 142 Ilustración 63 Muros cortafuego e=0.20m modelo estructural método simplificado ............................................................................................................................. 142 Ilustración 64 Muros elevador modelo estructural método simplificado ............. 143 Ilustración 65 Definición de cargas modelo estructural método simplificado ..... 144 Ilustración 66 Sismo de diseño sentido X (+) modelo estructural método simplificado .......................................................................................................... 144 Ilustración 67 Sismo de diseño sentido X (-) modelo estructural método simplificado .......................................................................................................... 145 Ilustración 68 Sismo de diseño sentido Y (+) modelo estructural método simplificado .......................................................................................................... 145 Ilustración 69 Sismo de diseño sentido Y (-) modelo estructural método simplificado .......................................................................................................... 146 Ilustración 70 Sismo deriva sentido X modelo estructural método simplificado . 146 Ilustración 71 Sismo deriva sentido Y modelo estructural método simplificado . 147 Ilustración 72 Caso de carga “Dead” modelo estructural método simplificado .. 148 Ilustración 73 Caso de carga “Live” modelo estructural método simplificado .... 148 Ilustración 74 Sismo sentido X + Modelo estructural método simplificado ......... 149 Ilustración 75 Sismo sentido X - Modelo estructural método simplificado .......... 149 Ilustración 76 Sismo sentido Y + Modelo estructural método simplificado ......... 150 Ilustración 77 Sismo sentido Y - Modelo estructural método simplificado .......... 150 Ilustración 78 Combinaciones de carga modelo estructural método simplificado ............................................................................................................................. 151 Ilustración 79 Combinación DIS 1 modelo estructural método simplificado ....... 151 Ilustración 80 Combinación DIS 2 modelo estructural método simplificado ....... 152 Ilustración 81 Combinación DIS 3 modelo estructural método simplificado ....... 152 Ilustración 82 Combinación DIS 4 modelo estructural método simplificado ....... 153 Ilustración 83 Combinación DIS 5 modelo estructural método simplificado ....... 153 Ilustración 84 Combinación DIS 6 modelo estructural método simplificado ....... 154 Ilustración 85 Envolvente de diseño modelo estructural método simplificado .... 154 Ilustración 86 Envolvente de sismo sentido X método simplificado ................... 155 Ilustración 87 Envolvente de sismo sentido Y modelo estructural método simplificado .......................................................................................................... 155 Ilustración 88 Vista general modelo estructural método simplificado ................. 156 Ilustración 89 Carga losa carga muerta método simplificado ............................. 156 13.

(14) Ilustración 90 Carga muros carga muerta método simplificado ......................... 157 Ilustración 91 Carga viva método simplificado ................................................... 157 Ilustración 92 Carga muerta método simplificado .............................................. 158 Ilustración 93 Carga viva cubierta método simplificado ..................................... 158 Ilustración 94 Cargas muros de fachada método simplificado ........................... 159 Ilustración 95 Carga muerta vigas sentido Y método simplificado ..................... 159 Ilustración 96 Carga viva vigas sentido Y método simplificado .......................... 160 Ilustración 97 Concreto, modelo estructural método NSR-10 ............................ 165 Ilustración 98 Acero, Modelo estructural método NSR-10 ................................. 166 Ilustración 99 Columnas 0.50mx0.70m modelo estructural método NSR-10 ..... 166 Ilustración 100 Columnas 0.80mx0.80m modelo estructural método NSR-10 ... 167 Ilustración 101 Viga maestra 0.4mx0.7m modelo estructural método NSR-10 .. 167 Ilustración 102 Vigueta de borde 0.20mx0.75m modelo estructural método NSR10 ......................................................................................................................... 168 Ilustración 103 Losa tipo membrana modelo estructural método NSR-10 ......... 168 Ilustración 104 Muros cortafuego e=0,20m modelo estructural método NSR-10 ............................................................................................................................. 169 Ilustración 105 Muros cortafuego e=0,25m modelo estructural método NSR-10 ............................................................................................................................. 169 Ilustración 106 Muro cortafuego e=0.30m modelo estructural método NSR-10 . 170 Ilustración 107 Muros elevador modelo estructural método NSR-10 ................. 170 Ilustración 108 Piers para diseño de muros modelo estructural método NSR-10 ............................................................................................................................. 171 Ilustración 109 Definición de cargas modelo estructural método NSR-10 ......... 172 Ilustración 110 Espectro de aceleración modelo estructural método NSR-10 ... 172 Ilustración 111 Combinaciones de carga modelo estructural método NSR-10 .. 173 Ilustración 112 Combinación DER 1 modelo estructural método NSR-10 ......... 173 Ilustración 113 Combinación DER 2 modelo estructural método NSR-10 ......... 174 Ilustración 114 Combinación DER 3 modelo estructural método NSR-10 ......... 174 Ilustración 115 Combinación DER 4 modelo estructural método NSR-10 ......... 175 Ilustración 116 Combinación DER 5 modelo estructural método NSR-10 ......... 175 Ilustración 117 Combinación DER 6 modelo estructural método NSR-10 ......... 176 Ilustración 118 Combinación DER 7 modelo estructural método NSR-10 ......... 176 Ilustración 119 Combinación DIS 1 modelo estructural método NSR-10 ........... 177 Ilustración 120 Combinación DIS 2 modelo estructural método NSR-10 ........... 177 Ilustración 121 Combinación DIS 3 modelo estructural método NSR-10 ........... 178 Ilustración 122 Combinación DIS 4 modelo estructural método NSR-10 ........... 178 Ilustración 123 Combinación DIS 5 modelo estructural método NSR-10 ........... 179 Ilustración 124 Envolvente DIS modelo estructural método NSR-10 ................. 179 Ilustración 125 Vista general modelo estructural modelo estructural método NSR10 ......................................................................................................................... 180 Ilustración 126 Modelo estructural con carga viva modelo estructural método NSR-10 ................................................................................................................ 180 Ilustración 127 Modelo estructural con carga viva de cubierta modelo estructural método NSR-10 ................................................................................................... 181 14.

(15) Ilustración 128 Modelo estructural con carga muerta modelo estructural método NSR-10 ................................................................................................................ 181 Ilustración 129 Modelo estructural con carga muerta de muros de fachada modelo estructural método NSR-10 ................................................................................. 182 Ilustración 130 Modelo estructural con carga muerta paralela a las viguetas modelo estructural método NSR-10 ..................................................................... 182 Ilustración 131 Modelo estructural con carga viva paralela a las viguetas modelo estructural método NSR-10 ................................................................................. 183 Ilustración 132 "Factor de corrección del espectro eje X" modelo estructural método NSR-10 ................................................................................................... 190 Ilustración 133 Factor de corrección del espectro eje Y modelo estructural método NSR-10 ................................................................................................................ 191 Ilustración 134 Propiedades de la sección columna 0.50mx0.70m modelo estructural método NSR-10 ................................................................................. 192 Ilustración 135 Diagramas de iteración columna 0.50mx0.70m modelo estructural método NSR-10 ................................................................................................... 192 Ilustración 136 Diagrama de iteración a 0º columna 0.50mx0.70m modelo estructural método NSR-10 ................................................................................. 194 Ilustración 137 Diagrama de iteración a 90º columna 0.50mx0.70m modelo estructural método NSR-10 ................................................................................. 194 Ilustración 138 Distribución de aceros columna 0.50mx0.70m modelo estructural método NSR-10 ................................................................................................... 195 Ilustración 139 Propiedades de la columna 0.80mx0.80m modelo estructural método NSR-10 ................................................................................................... 196 Ilustración 140 Diagramas de iteración columna 0.80mx0.80m modelo estructural método NSR-10 ................................................................................................... 196 Ilustración 141 Diagrama de iteración a 0º columna 0.80mx0.80m modelo estructural método NSR-10 ................................................................................. 198 Ilustración 142 Diagrama de iteración a 90º columna 0.80mx0.80m modelo estructural método NSR-10 ................................................................................. 198 Ilustración 143 Distribución de aceros columna 0.80mx0.80m modelo estructural método NSR-10 ................................................................................................... 199 Ilustración 144 Zapata 4.40m x 4.40m modelo estructural método NSR-10 ...... 200 Ilustración 145 Zapata 3.60m x 3 .40m modelo estructural método NSR-10 ..... 200 Ilustración 146 Esquema de diseño vigas de cimentación modelo estructural método NSR-10 ................................................................................................... 201 Ilustración 147 Momento M11 max Losa modelo estructural método NSR-10... 202 Ilustración 148 Momento M11 mínimo Losa modelo estructural método NSR-10 ............................................................................................................................. 202 Ilustración 149 Momento M22 max Losa modelo estructural método NSR-10... 203 Ilustración 150 Momento M22 min Losa modelo estructural método NSR-10 ... 204 Ilustración 151 Diagrama V13 Cortante Losa modelo estructural método NSR-10 ............................................................................................................................. 205 Ilustración 152 Diagrama V23 Cortante Losa modelo estructural método NSR-10 ............................................................................................................................. 205 15.

(16) Ilustración 153 Parámetros de diseño muros pantalla modelo estructural método NSR-10 ................................................................................................................ 207 Ilustración 154 Combinaciones de carga para diseño muros pantalla modelo estructural método NSR-10 ................................................................................. 207 Ilustración 155 Caso de carga de diseño muros de contención modelo estructural método NSR-10 ................................................................................................... 210. 16.

(17) LISTA DE TABLAS pág. Tabla 1 Altura mínima h para vigas, vigas maestras y viguetas en una dirección que soportan elementos no estructurales susceptibles de daño debido a deflexiones grandes método simplificado. ............................................................. 41 Tabla 2 Cuantías mínimas de diseño para vigas método simplificado .................. 49 Tabla 3 Cuantía máxima de diseño para vigas método simplificado ..................... 49 Tabla 4 Valores de coeficientes de sitio método simplificado ................................ 66 Tabla 5 Cargas vivas del proyecto método simplificado ........................................ 73 Tabla 6 Limitaciones método simplificado ............................................................. 74 Tabla 7 Grupos y subgrupos de usos permitidos adoptados método simplificado 75 Tabla 8 Métodos de diseños simplificados ............................................................ 76 Tabla 9 Propiedades de las aferencias piso 1 método simplificado ...................... 81 Tabla 10 Propiedades de las aferencias pisos 2-3 y 4 método simplificado .......... 82 Tabla 11 Cargas axiales en columnas - Piso 1 método simplificado ..................... 83 Tabla 12 Cargas axiales en columnas - Piso 2 método simplificado ..................... 84 Tabla 13 Cargas axiales en columnas – Pisos 3 y 4 método simplificado ............. 85 Tabla 14 Cargas axiales en columnas – Cubierta método simplificado................. 86 Tabla 15 Consolidado de cargas método simplificado .......................................... 87 Tabla 16 Dimensiones de los muros pantalla método simplificado ....................... 88 Tabla 17 Parámetros sísmicos método simplificado.............................................. 89 Tabla 18 Distribución de masas en función de la altura método simplificado ........ 90 Tabla 19 Cálculo del cortante basal para deriva método simplificado ................... 90 Tabla 20 Fuerza horizontal equivalente deriva método simplificado ..................... 90 Tabla 21 Cálculo del cortante basal para diseño método simplificado .................. 91 Tabla 22 Fuerza horizontal equivalente diseño método simplificado ..................... 92 Tabla 23 Derivas método simplificado ................................................................... 93 Tabla 24 Datos de entrada para el cálculo de los centros de rigidez método simplificado ............................................................................................................ 94 Tabla 25 Centros de rigidez método simplificado .................................................. 94 Tabla 26 Centros de masa método simplificado .................................................... 96 Tabla 27 Excentricidades método simplificado ...................................................... 97 Tabla 28 Torsiones método simplificado ............................................................... 97 Tabla 29 Cortantes adicionales en los muros método simplificado ....................... 98 Tabla 30 Fuerza de corte en columnas generadas por las fuerzas de sismo método simplificado ............................................................................................... 99 Tabla 31 Cortante Vu en columnas método simplificado ..................................... 100 Tabla 32 Momentos en columnas ejes B,C y D método simplificado .................. 100 Tabla 33 Momentos en vigas ejes B,C y D método simplificado ......................... 101 Tabla 34 Momentos en columnas eje A método simplificado .............................. 102 Tabla 35 Momentos transmitidos a las vigas eje A método simplificado ............. 102 Tabla 36 Momentos en columnas ejes 1,2,3,4 y 5 método simplificado .............. 104. 17.

(18) Tabla 37 Momentos transmitidos a las vigas ejes 1,2,3,4 y 5 método simplificado ............................................................................................................................. 104 Tabla 38 Propiedades de mallas electrosoldada ................................................. 106 Tabla 39 Cargas actuantes en columnas para momento no balanceado método simplificado .......................................................................................................... 108 Tabla 40 Momento no balanceado caso B sentido X método simplificado .......... 109 Tabla 41 Momento no balanceado caso B sentido Y método simplificado .......... 110 Tabla 42 Momento no balanceado caso C sentido X método simplificado .......... 111 Tabla 43 Momento no balanceado caso C sentido Y método simplificado.......... 111 Tabla 44 Distribución de momentos en columna sentido X método simplificado 112 Tabla 45 Distribución de momentos en columna sentido Y método simplificado 112 Tabla 46 Cortante en columnas sentido X método simplificado .......................... 114 Tabla 47 Cortante en columnas sentido Y método simplificado .......................... 114 Tabla 48 Momento no balanceado caso B sentido X método simplificado .......... 115 Tabla 49 Momento no balanceado caso B sentido Y método simplificado .......... 116 Tabla 50 Momento no balanceado caso C sentido X método simplificado .......... 116 Tabla 51 Momento no balanceado caso C sentido Y método simplificado .......... 116 Tabla 52 Distribución de momentos en columna sentido X método simplificado 116 Tabla 53 Distribución de momentos en columna sentido Y método simplificado 117 Tabla 54 Cortante en columnas sentido X método simplificado .......................... 118 Tabla 55 Cortante en columnas sentido Y método simplificado .......................... 119 Tabla 56 Fuerzas actuantes en los muros de concreto reforzado método simplificado .......................................................................................................... 122 Tabla 57 Predimensionamiento inicial de zapatas método simplificado .............. 124 Tabla 58 Cargas finales y áreas finales de zapatas método simplificado ............ 125 Tabla 59 Diseño de muro de contención método simplificado ............................ 127 Tabla 60 Parámetros sísmicos método NSR-10.................................................. 161 Tabla 61 Predimensionamiento de la losa método NSR-10 ................................ 162 Tabla 62 Predimensionamiento de vigas método NSR-10 .................................. 163 Tabla 63 Dimensiones de columnas adoptadas método NSR-10 ....................... 163 Tabla 64 Cargas vivas y cargas muertas método NSR-10 .................................. 164 Tabla 65 Reacciones en la base modelo estructural método NSR-10 ................ 183 Tabla 66 Cortantes basales por sismo modelo estructural método NSR-10 ....... 184 Tabla 67 Participación de masas modelo estructural método NSR-10................ 184 Tabla 68 Desplazamientos del centro de masa para determinar el periodo del modelo estructural método NSR-10 ..................................................................... 185 Tabla 69 Periodos de vibración de la estructura modelo estructural método NSR10 ......................................................................................................................... 186 Tabla 70 Derivas modelo estructural método NSR-10 ........................................ 186 Tabla 71 Cortante basal estático método NSR-10 .............................................. 189 Tabla 72 Cortante basal dinámico método NSR-10 ............................................ 190 Tabla 73 Diagrama de iteración a 0º columna 0.50mx0.70m modelo estructural método NSR-10 ................................................................................................... 193 Tabla 74 Diagrama de iteración a 90º columna 0.50mx0.70m modelo estructural método NSR-10 ................................................................................................... 193 18.

(19) Tabla 75 Diagrama de iteración a 0º columna 0.80mx0.80m modelo estructural método NSR-10 ................................................................................................... 197 Tabla 76 Diagrama de iteración a 90º columna 0.80mx0.80m modelo estructural método NSR-10 ................................................................................................... 197 Tabla 77 Diseño a flexión losa sentido transversal modelo estructural método NSR-10 ................................................................................................................ 203 Tabla 78 Diseño a flexión losa sentido longitudinal modelo estructural método NSR-10 ................................................................................................................ 204 Tabla 79 Diseño a flexión losa de contrapiso ambos sentidos modelo estructural método NSR-10 ................................................................................................... 206 Tabla 80 Diseño de muros pantalla modelo estructural método NSR-10 ............ 208 Tabla 81 Resultados de diseño de muro de contención método NSR-10 ........... 210 Tabla 82 Refuerzo horizontal muros de contención modelo estructural método NSR-10 ................................................................................................................ 211 Tabla 83 Diferencias de cortantes muro 1 ........................................................... 214 Tabla 84 Diferencias de cortantes muro 2 ........................................................... 214 Tabla 85 Diferencias de cortantes muro 3 ........................................................... 214 Tabla 86 Diferencias de cortantes muro 4 ........................................................... 215 Tabla 87 Tabla 86 Diferencias de cortantes muro 5 ............................................ 215 Tabla 88 Diferencias de cortantes muro 6 ........................................................... 215 Tabla 89 Diferencias de cortantes muro 7 ........................................................... 216 Tabla 90 Diferencias de cortantes muro 8 ........................................................... 216 Tabla 91 Comparativo de diseños de muros de contención ................................ 217 Tabla 92 Comparativo de diseño a flexión en losas, método Requisitos esenciales y método NSR-10 ................................................................................................ 218 Tabla 93 Ventajas y desventajas método simplificado ........................................ 221. 19.

(20) LISTA DE ECUACIONES pág. Ecuación 1 Resistencia requerida a la flexión en losas ........................................ 42 Ecuación 2 Resistencia requerida a cortante en losas ......................................... 42 Ecuación 3 Resistencia mínima de diseño a cortante en losas ............................ 42 Ecuación 4 Obtención de la cuantía de refuerzo para losas ................................. 43 Ecuación 5 Resistencia requerida a la flexión en voladizos para vigas y viguetas apoyadas sobre vigas maestras ............................................................................ 43 Ecuación 6 Momento positivo para vigas y viguetas de una luz apoyada sobre vigas maestras ....................................................................................................... 43 Ecuación 7 Momento negativo para vigas y viguetas de una luz apoyada sobre vigas maestras ....................................................................................................... 44 Ecuación 8 Momento positivo vanos exteriores en vigas o viguetas de dos o más luces apoyadas sobre vigas maestras ................................................................... 44 Ecuación 9 Momento positivo vanos interiores en vigas o viguetas de dos o más luces apoyadas sobre vigas maestras ................................................................... 44 Ecuación 10 Momento negativo en los apoyos cara interior del apoyo exterior en vigas o viguetas de dos o más luces apoyadas sobre vigas maestras .................. 44 Ecuación 11 Momento negativo en los apoyos cara exterior del primer apoyo interior, dos luces en vigas o viguetas apoyadas sobre vigas maestras ................ 45 Ecuación 12 Momento negativo en caras de apoyos interiores, más de dos luces en vigas o viguetas apoyadas sobre vigas maestras ............................................. 45 Ecuación 13 Momento negativo en caras de todos los apoyos, luces menores a 3m en vigas o viguetas apoyadas sobre vigas maestras ....................................... 45 Ecuación 14 Resistencia requerida a cortante en voladizos de vigas y viguetas apoyadas sobre vigas maestras, vigas o muros .................................................... 45 Ecuación 15 Resistencia requerida a cortante en vigas y viguetas de una luz en una dirección apoyadas sobre vigas maestras, vigas o muros .............................. 45 Ecuación 16 Cara exterior del primer apoyo interior ............................................. 46 Ecuación 17 Caras de los demás apoyos ............................................................. 46 Ecuación 18 Momento positivo vanos exteriores .................................................. 46 Ecuación 19 Momento positivo vanos interiores ................................................... 46 Ecuación 20 Momento negativo cara interior de la columna o muro perpendicular exterior ................................................................................................................... 47 Ecuación 21 Momento negativo cara exterior de la primera columna o muro perpendicular interior, dos luces ............................................................................ 47 Ecuación 22 Momento negativo caras de columnas o muros perpendiculares interiores, más de dos luces .................................................................................. 47 Ecuación 23 Momento negativo caras de muros estructurales paralelos al plano del pórtico .............................................................................................................. 47 Ecuación 24 Momento negativo apoyo de voladizos de vigas .............................. 47 Ecuación 25 Cara exterior primera columna interior ............................................. 47 Ecuación 26 Caras de otras columnas ................................................................. 48. 20.

(21) Ecuación 27 Apoyo de voladizo de vigas ............................................................. 48 Ecuación 28 Número máximo de barras en una capa .......................................... 48 Ecuación 29 Exposición interior con bw mayor o igual a 300mm ......................... 48 Ecuación 30 Exposición interior con bw mayor o igual a 300mm ......................... 48 Ecuación 31 Áreas de refuerzo requeridas ........................................................... 49 Ecuación 32 Cuantías de diseño .......................................................................... 49 Ecuación 33 Resistencia al corte en el concreto .................................................. 50 Ecuación 34 Cortante de diseño en vigas ............................................................ 50 Ecuación 35 Separación de estribos .................................................................... 50 Ecuación 36 Resistencia a la torsión en vigas ...................................................... 51 Ecuación 37 Área de columna .............................................................................. 52 Ecuación 38 Momento no balanceado en pisos diferentes a la cubierta .............. 54 Ecuación 39 Distribución de momento ................................................................. 54 Ecuación 40 Calculo de inercia............................................................................. 54 Ecuación 41 Resistencia de diseño para compresión axial .................................. 55 Ecuación 42 Resistencia máxima de diseño de carga axial ................................. 55 Ecuación 43 Carga balanceada para compresión axial con flexión ...................... 55 Ecuación 44 Momento balanceado para compresión axial con flexión ................. 55 Ecuación 45 Resistencia de diseño para la tensión axial sin flexión .................... 55 Ecuación 46 Resistencia para carga axial y flexión combinadas .......................... 56 Ecuación 47 Cuantía mínima para columna ......................................................... 56 Ecuación 48 Cuantía máxima para columna ........................................................ 56 Ecuación 49 Resistencia requerida a cortante ..................................................... 56 Ecuación 50 Verificación de la resistencia a cortante ........................................... 56 Ecuación 51 Contribución del concreto a la resistencia de diseño a cortante ...... 57 Ecuación 52 Contribución del refuerzo transversal a la resistencia de diseño a cortante .................................................................................................................. 57 Ecuación 53 Separación máxima de los estribos de confinamiento ..................... 57 Ecuación 54 Área mínima de muros requerida por cortante ................................. 59 Ecuación 55 Rigidez lateral de los muros estructurales sentido X....................... 60 Ecuación 56 Rigidez lateral de los muros estructurales sentido Y....................... 60 Ecuación 57 Centro de rigidez eje X ..................................................................... 60 Ecuación 58 Centro de rigidez eje Y ..................................................................... 60 Ecuación 59 cálculo de torsión ............................................................................. 60 Ecuación 60 Cortante lateral mayorado en muros de concreto ............................ 61 Ecuación 61 Cortante adicional en muros sentido X ............................................ 61 Ecuación 62 Cortante adicional en muros sentido Y ............................................ 62 Ecuación 63 Rigidez rotacional total en el piso con respecto al centro de rigidez lateral ..................................................................................................................... 62 Ecuación 64 Resistencia por carga axial .............................................................. 62 Ecuación 65 Resistencia máxima de diseño de carga axial ................................. 62 Ecuación 66 Carga balanceada para compresión axial con flexión ...................... 63 Ecuación 67 Momento balanceado para compresión axial con flexión ................. 63 Ecuación 68 Resistencia de diseño para la tensión axial sin flexión .................... 63 Ecuación 69 Resistencia para carga axial y flexión combinadas .......................... 63 21.

(22) Ecuación 70 Cuantía mínima del refuerzo vertical ................................................ 63 Ecuación 71 Cuantía máxima del refuerzo vertical ............................................... 64 Ecuación 72 Verificación de la resistencia a cortante ........................................... 64 Ecuación 73 Contribución del concreto a la resistencia de diseño a cortante ...... 64 Ecuación 74 Contribución del refuerzo a la resistencia a cortante ....................... 64 Ecuación 75 Diseño de refuerzo a cortante .......................................................... 64 Ecuación 76 ∅Vn máximo .................................................................................... 64 Ecuación 77 Sa para un amortiguamiento del 5% del crítico ................................ 66 Ecuación 78 Cortante sísmico en la base ............................................................. 67 Ecuación 79 Cortante sísmico por piso ................................................................ 67 Ecuación 80 Coeficiente Cvx ................................................................................ 67 Ecuación 81 Vigas centrales................................................................................. 68 Ecuación 82 Cortante para columnas ................................................................... 69 Ecuación 83 Momento en columna debido a fuerza lateral .................................. 69 Ecuación 84 Predimensionamiento de zapatas .................................................... 70 Ecuación 85 Área mínima de la zapata incluyendo peso propio y peso del terreno ............................................................................................................................... 70 Ecuación 86 Presión del suelo en reposo ............................................................. 70 Ecuación 87 Coeficiente Ko .................................................................................. 71 Ecuación 88 Presión activa................................................................................... 71 Ecuación 89 Coeficiente de presión activa del suelo ............................................ 71 Ecuación 90 Presión lateral de diseño.................................................................. 71 Ecuación 91 Cuantía de diseño calculada ............................................................ 72 Ecuación 92 Módulo de elasticidad del concreto .................................................. 73 Ecuación 93 Coeficiente de disipación de energía ............................................. 162 Ecuación 94 Periodo de vibración NSR-10 modelo estructural Alt 2 .................. 185. 22.

(23) LISTA DE ANEXOS Anexo A: Comparativo a flexión entre vigas NSR-10 y vigas requisitos esenciales Anexo B: Comparativo a flexión entre vigas requisitos esenciales y vigas requisitos esenciales ETABS 2015 Anexo C: Comparativo a cortante entre vigas NSR-10 y vigas requisitos esenciales Anexo D: Comparativo a cortante entre vigas requisitos esenciales y vigas requisitos esenciales ETABS 2015 Anexo E: Memoria de cálculo método requisitos esenciales Anexo F: Memoria de cálculo diseño de vigas método requisitos esenciales con ETABS 2015 Anexo G: Memoria de cálculo Análisis sísmico método NSR-10 Anexo H: Memoria de cálculo NSR-10 Anexo I: Memoria de cálculo diseño de vigas NSR-10 Anexo J: Resumen de diseño de vigas método requisitos esenciales Anexo K: Resumen de diseño de vigas método requisitos esenciales ETABS 2015 Anexo L: Resumen de diseño de vigas método NSR-10 Anexo M: Comparativo de momentos en vigas método requisitos esenciales y NSR-10 Anexo N: Planos estructurales Anexo Ñ: Modelos estructurales ETABS 2015 Anexo O: Modelo 3D AutoCAD 2016. 23.

(24) PALABRAS CLAVES Diseño simplificado, Diseño detallado, Norma sismo resistente, Requisitos esenciales en edificios de concreto reforzado.. 24.

(25) GLOSARIO ACERO DE REFUERZO: Los refuerzos usados en estructuras de concreto pueden ser en forma de varillas o mallas soldadas de alambre. Las varillas pueden ser lisas o corrugadas. Las varillas corrugadas, que tienen protuberancias en sus superficies para aumentar su adherencia entre el concreto y el acero. CONCRETO: Es una mezcla de arena grava roca triturada, u otros agregados unidos en una masa rocosa por medio de una pasta de cemento y agua. En ocasiones, uno o más aditivos se agregan para cambiar ciertas características del concreto. CONCRETO REFORZADO: Es una combinación de concreto y acero en la que el refuerzo de acero proporciona la resistencia a la tensión de que carece el concreto. ESTADOS DE SERVICIO: Se refiere al comportamiento de las estructuras bajo cargas normales de servicio y tiene que ver con deflexiones, vibraciones, agrietamientos y deslizamientos. ESTADO LÍMITE: Condición en la cual una estructura o parte de ella cesa de efectuar la función esperada. FACTOR DE CARGA: Factor generalmente mayor que uno, que se multiplica por una carga de servicio o de trabajo para proporcionar un factor de seguridad. FACTORES DE REDUCCIÓN DE CARGA: Factores que toman en cuenta las incertidumbres en las resistencias de los materiales, las aproximaciones en el análisis, y las variaciones en las dimensiones y mano de obra. Estos factores se multiplican por las resistencias nominales o teóricas de los miembros, para obtener sus resistencias permisibles. LOSA EN DOS DIRECCIONES: Losas de piso o techos, soportadas por columnas o muros, dispuestos de manera que las losas pueden flexionarse en dos direcciones LOSA EN UNA DIRECCIÓN: Losa diseñada para flexionarse en una dirección. MÚDULO DE ELASTICIDAD: relación del esfuerzo a la deformación unitaria en los materiales elásticos. Entre mayor es su valor, menores serán las deformaciones en un miembro. MÓDULO DE RUPTURA: Resistencia a la tensión por flexión del concreto. RESISTENCIA NOMINAL: Resistencia teórica ultima de un miembro.” (BROWN, 2011). 25.

(26) NOMENCLATURA Aa Coeficiente que representa la aceleración horizontal pico efectiva, para diseño Af min Área de cimentación requerida Ag Área de concreto de la sección As Acero de refuerzo requerido para resistir todas las fuerzas externas Ase Área de refuerzo en el extremo del muro columna Ass área del acero en los lados Ast Ase + Ass Av Área del estribo en función de los ramales bw Ancho del elemento cvx Coeficiente para distribución de fuerzas sísmicas por piso d Distancia desde la fibra a tención hasta el centro de gravedad del acero de refuerzo a compresión D Carga muerta d’ Distancia desde la fibra a tención hasta el centro de gravedad del acero de refuerzo a tensión db Diámetro de la barra longitudinal de Diámetro del estribo e Excentricidad entre el centro de rigidez y el centro de masa del diafragma E Fuerza de sismo f’c Resistencia a la compresión del concreto a los 28 días de fraguado Fa Coeficiente de amplificación que afecta la aceleración en la zona de periodos cortos , debida a los efectos de sitio fy Esfuerzo máximo en el acero de refuerzo g Aceleración de la gravedad hn Corresponde a la altura del muro en un piso dado Hpi Corresponde a la altura del piso hx Altura entre acabados de un piso Ka Coeficiente de presión activa Ko Coeficiente de presión de tierras Kr Rigidez rotacional total en el piso con respecto al centro de rigidez lateral Kx Rigidez de los muros estructurales en sentido X 26. %g m² m² mm² m² m² m² mm² m. m. m mm mm m. MPa -. MPa m/s² m m m kN m³ m³.

(27) KY L Lz1 Lz2 m Mu mx Pa ph Po Pu Pv Pz qa qu. R s Sa. Rigidez de los muros estructurales en sentido Y Carga viva Longitud de desarrollo de vigueta en voladizo Longitud de desarrollo de vigueta para evitar efectos torsionales Masa del proyecto Momento último de diseño mayorado según las combinaciones de cargas establecidas Masa de un piso de la edificación Presión activa Diseño de refuerzo a cortante Presión de tierras Cargas concentradas "No aplican para el proyecto" Carga axial de columna al nivel de la cimentación Presión lateral de diseño Capacidad portante del terreno Carga mayorada de diseño (Incluye carga viva y carga muerta, se selecciona la máxima carga obtenida de las combinaciones de carga definidas) Coeficiente de capacidad de disipación de energía para ser empleado en el diseño Separación entre ejes de las barras Valor del espectro de aceleraciones de diseño para un periodo de vibración dado, Máxima aceleración horizontal de diseño, expresada como una fracción de la aceleración de la gravedad. m³ m m Ton kN.m Ton kN kN kN kN kN kN kN/m² kN/m. m %g. Momento torsional causado por excentricidades entre kN.m Tiu el centro de masa y el centro de rigidez del diafragma Tu Momento torsor actuante en vigas Tx Corresponde a la dimensión de la sección horizontal del muro paralela a X Ty Corresponde a la dimensión de la sección transversal del muro paralela a Y Vc Cortante máximo que resiste el concreto Viu Fuerza de sismo aplicada al centro de rigidez del diafragma Vn Vn = Vc Vs Cortante de diseño Vs Cortante basal de la estructura. 27. kN.m m m kN kN kN kN kN.

(28) Vu ƿc ƿmax ƿmin Wu ƿvmax ƿvmin X̅. Xi Y̅. Yi Z Δvu Δvux Δvuy Φ ΦMbn ΦMn ΦMon ΦPbn ΦPn max ΦPon ΦPtn 𝝺 𝝺 𝝺n 𝝺w. Cortante máximo del análisis Cuantía de diseño calculada en vigas Cuantía máxima de diseño en vigas Cuantía mínima de diseño en vigas Carga ultima de diseño Cuantía máxima de diseño para columna y muro Cuantía mínima de diseño para columna y muro Distancia en el eje X desde el punto de origen de coordenadas definido hasta el centro de rigidez del diafragma Distancia desde el origen de coordenadas hasta el centro de gravedad en el eje x del muro de análisis Distancia en el eje Y desde el punto de origen de coordenadas definido hasta el centro de rigidez del diafragma Distancia desde el origen de coordenadas hasta el centro de gravedad en el eje x del muro de análisis Altura del relleno Cortante adicional en muros causado por los efectos torsionales, puede darse en X y Y Cortante adicional en los muros sentido x caudado por los efectos torsionales Cortante adicional en los muros sentido y caudado por los efectos torsionales Coeficiente de reducción para diseño Momento balanceado Momento resistente Momento en el punto de resistencia balanceada Resistencia de diseño balanceada Resistencia máxima de diseño de carga axial Resistencia de diseño para compresión axial Resistencia de diseño para la tensión axial sin flexión Separación libre entre ejes del elemento Peso específico del suelo Separación libre entre caras internas del elemento Dimensión mayor del muro de concreto reforzado Angulo de fricción del terreno. 28. kN kN/m. m. m m. m m kN kN kN. kN.m kN.m kN.m kN kN kN kN m kN/m³ m m º.

(29) RESUMEN Este trabajo consiste en la elaboración de los diseños de un mismo proyecto por medio de dos métodos de diseño de estructuras en concreto reforzado, a partir de los resultados obtenidos hacer un comparativo en materia económica y hacer recomendaciones a la hora de usar uno o el otro. Las dos normas de diseño son “los requisitos esenciales para edificaciones de concreto reforzado para edificaciones de tamaño y altura limitados basado en la ACI 318-02” y “la norma sismo resistente del 2010 “. La primera es un tipo de diseño simplificado y el segundo es un diseño detallado. El diseño de cada método se lleva a cabo desde la definición de unos planos arquitectónicos y unos usos establecidos, obteniendo la carga viva y la carga muerta y con estas se calculan las reacciones internas de cada elemento. Se tiene en cuenta el efecto de las fuerzas laterales y se toma las más alta para el diseño de la edificación. Se debe aclarar que el proyecto está limitado a un área en planta no mayor a mil metros cuadrados, un nivel determinado de cinco pisos máximo sin sótano o cuatro niveles con un sótano, entre otras restricciones que se plantean en los requisitos esenciales para edificios de concreto reforzado que es una de las normas de diseño que se aplicaron en el proyecto y las cuales circunscriben la forma de definir la edificación. Se va hacer uso del software ETABS 2015 y por medio de este se definirán los dos modelos estructurales y se observarán los resultados arrojados por éste, en el método detallado se calculan las reacciones y fuerzas internas a través del software. el método simplificado define una forma de calcular y diseñar todos los elementos sin necesidad de ninguna otra fuente, pero en este trabajo se realizará el cálculo de las reacciones y fuerzas por medio de la norma y por medio de ETABS 2015. Habrá dos diseños diferentes los cuales se compararán. El comparativo se basa en la compilación de las cuantías de refuerzo, volúmenes de concreto por medio de matrices donde se muestra la información más importante de cada elemento. Una vez creadas las matrices se realizaron análisis de resultados y unas recomendaciones.. 29.