DISEÑO ESTRUCTURAL DISEÑO ESTRUCTURAL Ob
Objejetitivovo:: La La fifinanalidlidad ad dedel l prpresesenente te dodocucumementnto o es es rerealalizizar ar el el AAnánálilisisiss Estructural
Estructural de la “Construcde la “Construcción Comercio Vción Comercio Viviendivienda en el Jr. a en el Jr. Guardia CivilGuardia Civil Norte
Norte y y Jr. Jr. ViVia a !ui"relo !ui"relo en en el el distrito distrito de de #antia$o #antia$o de de surco% surco% provincia provincia dede Lima% Lima&% 'eniendo como fin(
Lima% Lima&% 'eniendo como fin( a) Evitar *"rdidas +umanas a) Evitar *"rdidas +umanas ,) As
,) Ase$urar la continuidae$urar la continuidad de los serviciod de los servicios ,ásicoss ,ásicos c) -inimizar los daos a la *ropiedad
c) -inimizar los daos a la *ropiedad
Descripción
Descripción( ( La La esestrtrucuctutura ra a a evevalaluauar% r% coconsnsta ta de de cucuatatro ro niniveveleles s y y esestátá co
confnforormamado do popor r pópórtirticocos s y y plplacacas as de de coconcncrereto to ararmamado do en en la la didirereccccióiónn tra
transnsveversrsal al y y mumuroros s de de alal,a,aiilelera ra en en la la didirereccccióión n lolon$n$ititududininalal. . LoLoss diafra$mas
diafra$mas r$idos son de losa ali$erar$idos son de losa ali$erada de /0cm de espeda de /0cm de espesor1 además de ser sor1 además de ser una estructura re$ular de acuerdo con los
una estructura re$ular de acuerdo con los lineamientos de la norma E2030.lineamientos de la norma E2030.
11eer r nniivveell 22ddo o nniivveell eer r ! ! ""tto o nniivveell
#l$nt$ del %odelo %$te%&tico en Et$bs' #l$nt$ del %odelo %$te%&tico en Et$bs'
(or%$s de Dise)o:
(or%$s de Dise)o: #e +a considerado como códi$o ,ásico para el diseo de#e +a considerado como códi$o ,ásico para el diseo de estas estructuras% el 4e$lamento Nacional de Edificaciones con las si$uientes estas estructuras% el 4e$lamento Nacional de Edificaciones con las si$uientes normas t"cnicas.
normas t"cnicas. Norma '"cn
Norma '"cnica de Edificacioneica de Edificaciones E.0/0 “Cars E.0/0 “Car$as&$as& Norma '"cn
Norma '"cnica de Edificacioneica de Edificaciones E.030 “5ises E.030 “5iseo #ismo24esistenteo #ismo24esistente&& Norma '"cn
Norma '"cnica de Edificacioneica de Edificaciones E.060 “Cons E.060 “Concreto Acreto Armado&rmado&
En con7unto% estas normas incluyen consideraciones para realizar el diseo y En con7unto% estas normas incluyen consideraciones para realizar el diseo y construcción de este tipo
#ro cedi %ien to: #ro cedi %ien to:
An&lisis din&%ico:An&lisis din&%ico: A nivel $eneral% se verificará el comportamiento dinámicoA nivel $eneral% se verificará el comportamiento dinámico
de la estructura frente
de la estructura frente a car$as ssma car$as ssmicas mediante un anicas mediante un análisis espectral álisis espectral indicadoindicado en
en la la NoNormrma ca cororrerespsponondidienentete% c% con on esese pe proropópósisito to se se $e$enenera ra un un momodedelolo matemático para el análisis r
matemático para el análisis respectivo. Este modelo será realizado usando elespectivo. Este modelo será realizado usando el pro$rama de cálculo de
pro$rama de cálculo de estructuras E'A8#.estructuras E'A8#.
An&lisis de despl$*$%ientos:An&lisis de despl$*$%ientos: #e verificará los desplazamientos o,tenidos en el#e verificará los desplazamientos o,tenidos en el pro$rama E'A8# con los permisi,les d
pro$rama E'A8# con los permisi,les de la Norma corresponde la Norma correspondiente.iente.
+eri,ic$ción de es,-er*os:+eri,ic$ción de es,-er*os: EnEntrtre e lolos s paparárámmetetroros s 9u9ue e inintetervrvieienenen n en en lala VE4
VE4:;::;:CACCAC:<N :<N E#'E#'4=C4=C'=4'=4AL sAL se ence encuenuentratran la n la resresististencencia al cia al corteorte%% fle>ión% car$a a>ial en vi$as y columnas de concreto armado.
fle>ión% car$a a>ial en vi$as y columnas de concreto armado.
Crit
Crite e rio rio de de l$ l$ E E v$ v$ l-$ l-$ ció ció n n Estr-ct -r$ Estr-ct -r$ ll
Al tratarse de
Al tratarse de una edificaciuna edificación conformaón conformada por da por pórticpórticos de os de concconcreto% se reto% se realizrealizará elará el an
análisálisis is ssssmicmico% o% antante e la la accacción ión de de un un sissismomo% % proproporporciocionadnado o por por la la N'EN'E0.30.30%0% verificando además 9ue las distorsiones no superen el valor de 0.00? en la dirección verificando además 9ue las distorsiones no superen el valor de 0.00? en la dirección trasversal% y 0.00@ en la dirección lon$itudinal deriva má>ima permitida por la trasversal% y 0.00@ en la dirección lon$itudinal deriva má>ima permitida por la Norma).
Norma).
.ipótesis de
.ipótesis de An&lisisAn&lisis
El modelo fue analizado con un modelo tridimensional% suponiendo losas El modelo fue analizado con un modelo tridimensional% suponiendo losas infinitamente r$idas frente a acciones en su plano. En el análisis se supuso infinitamente r$idas frente a acciones en su plano. En el análisis se supuso comp
comportamortamiento lineiento lineal y elástico. al y elástico. Los elemLos elementoentos de s de concconcreto armareto armado sedo se representaron con elementos lineales Los modelos se
representaron con elementos lineales Los modelos se analizaron considerandoanalizaron considerando solo los elementos estructurales% sin em,ar$o los elementos no estructurales solo los elementos estructurales% sin em,ar$o los elementos no estructurales +an sido in$resados en el modelo como solicitaciones de car$a% de,ido a 9ue +an sido in$resados en el modelo como solicitaciones de car$a% de,ido a 9ue ellos no son importantes en la contri,ución de la ri$idez y resistencia de la ellos no son importantes en la contri,ución de la ri$idez y resistencia de la edificación.
edificación.
C$
C$ r$ r$ cter/st ic$ cter/st ic$ s s de de l$ l$ Estr Estr -ct- -ct- r$r$
#ropied$d#ropied$des de es de los 0$teri$leslos 0$teri$les Concreto
Concreto
-- 4esistencia 4esistencia a a la la compresión compresión B B /0 /0 D$ D$ cm/cm/ -- -odulo de elasticidad-odulo de elasticidad E E==1500015000××√ √ 210210 B B /?000 /?000 D$cm/D$cm/ Acero
Acero
-- 4esistencia 4esistencia a a la la fluencia fluencia del del acero acero $rado $rado 60 60 fy fy B B F/00 F/00 D$cm/D$cm/
0
0 etr$do etr$do de de C$ C$ r$ r$ ss
CC$ $ r r $$ss p p oorr p e p e ssoo p p r r o o p p iioo:: #on car$as provenientes del peso de los materiales%#on car$as provenientes del peso de los materiales% ta,i9ues%
ta,i9ues% y otros elementos 9ue forman parte y otros elementos 9ue forman parte de la edde la edificación yo se ificación yo se consideranconsideran permanentes.
permanentes.
C$ C$ r r $$s s viviv$v$s:s: Car$as 9ue provienen del los pesos no permanentes en laCar$as 9ue provienen del los pesos no permanentes en la
estructura% 9ue incluyen a los ocupantes% materiales% e9uipos mue,les y otros estructura% 9ue incluyen a los ocupantes% materiales% e9uipos mue,les y otros elementos móviles estimados en la estructura.
elementos móviles estimados en la estructura.
representan un evento ssmico y están re$lamentadas por la norma E.030 de diseo sismorresistente.
4esumen de car$as
C$r$s 0-ert$s:
*eso propio elementos de concreto armado B /F00D$m3
*eso propio muros de al,ailera B 00D$m3
*eso propio de ta,i9uera B 3@0D$m3
*eso propio piso terminado B /0 D$m/
*eso de ta,i9uera B 00D$m/
*eso de muros perimetrales +B/.0m) B 600D$m *eso de muros perimetrales +B.3@m) B 300D$m *eso de muros y ventanas perimetrales B @0D$m *eso de co,ertura li$era y letrero B @0D$m
C$r$s +iv$s: L-$res de As$%ble$ 4estaurantes B F00 D$m/ Viviendas B /00 D$m/ Corredores y Escaleras B /00 D$m/ #o,recar$a Azotea B 00 D$m/
#o,recar$a co,ertura li$era B 0 D$m
C$r$s de Sis%o:
#e$Hn Norma *eruana de Estructuras B I=C#.$) 4
Car$a Viva Niveles y Azotea
C o nsider $ ci o n e s S/ s % i c $ s
Las consideraciones adoptadas para poder realizar un análisis dinámico de la edificación son tomadas mediante movimientos de superposición espectral% es decir% ,asado en la utilización de periodos naturales y modos de vi,ración 9ue podrán
determinarse por un procedimiento de análisis 9ue considere apropiadamente las caractersticas de ri$idez y la distri,ución de las masas de la estructura.
Entre los parámetros de sitio usados y esta,lecidos por las Normas de Estructuras tenemos(
oni,ic$ción 34
La zonificación propuesta se ,asa en la distri,ución espacial de la sismicidad o,servada% las caractersticas esenciales de los movimientos ssmicos% la atenuación de estos con la distancia y la información $eot"cnica o,tenida de estudios cientficos.
5e acuerdo a lo anterior la Norma E20.30 de diseo sismo2resistente asi$na un factor “I“ a cada una de las 3 zonas del territorio nacional. Este factor representa la aceleración má>ima del terreno con una pro,a,ilidad de 0 de ser e>cedida en @0 aos.
*ara el presente estudio% la zona en la 9ue está u,icado el proyecto corresponde a la zona 3 y su factor de zona I será 0.F0.
#$r&%etros del S-elo 3S4
*ara los efectos de este estudio% los perfiles de suelo se clasifican tomando en cuenta sus propiedades mecánicas% el espesor del estrato% el periodo fundamental de vi,ración y la velocidad de propa$ación de las ondas de corte.
*ara efectos de la aplicación de la norma E20.30 de diseo sismorresistente se considera 9ue el perfil de suelo e n esa zona es de tipo fle>i,le #3)% el parámetro 'p asociado con este tipo de suelo es de 0.K0 se$. el factor de
5$ctor de $%pli,ic$ción S/s%ic$ 3C4
5e acuerdo a las caractersticas de sitio% se define al factor de amplificación ssmica C) por la si$uiente e>presión(
C 6 2'7 8 3Tp9T4 C; 2'7 C$teor/$ de l$s edi,ic$ciones 3U4
Cada estructura de,e ser clasificada de acuerdo a la cate$ora de uso de la edificación% de,ido a 9ue la edificación es una viviendo y comercio% la norma esta,lece un factor de importancia = B .00% 9ue es el 9ue se tomará para este análisis.
Siste%$s estr-ct-r$les 3R4
Los sistemas estructurales se clasifican se$Hn los materiales usados y el sistema de estructuración sismorresistente predominante en cada dirección. 5e acuerdo a la clasificación de una estructura se eli$e un factor de reducción de la fuerza ssmica 4).
En la dirección lon$itudinal% la totalidad de la resistencia y ri$idez de la estructura será proporcionada por muros de al,ailera% por lo cual se usará el factor de reducción de fuerza ssmica en 4yyB6 para acción de sismo% en la dirección lon$itudinal.
En la dirección transversal% la totalidad de la resistencia y ri$idez de la estructura será proporcionada por los pórticos y muros de concreto armado% por lo cual se usará el factor de reducción de fuerza ssmica% 4>>B? para acción de sismo% en la dirección transversal.
Despl$*$%ientos L$ter$les #er%isibles
#e refiere al má>imo desplazamiento relativo de entrepiso% calculado se$Hn un análisis lineal elástico con las solicitaciones ssmicas reducidas por el coeficiente 4.
An&lisis Din&%ico
*ara poder calcular la aceleración espectral para cada una de las direcciones analizadas se utiliza un espectro inelástico de pseudo2aceleraciones definido por(
S$ 6 U C S8 R
5ónde(
I B 0.F Iona 3MLima)
= B .0 cate$ora C( Comercio 2 Vivienda) # B .F 'p B0.K #uelo ;le>i,le)
4 B 6 ;actor para sistema de muros de al,ailera 2 dirección lon$itudinal).
4 B ? ;actor para sistema dual( muros y pórticos de concreto armado M dirección transversal).
$ B K. aceleración de la $ravedad ms/) CB/.@ >'p ')1 C /.@
An& lisis Sis %o r resis tente de l$ Es tr-ct- r$
5e acuerdo a los procedimientos sealados y tomando en cuenta las caractersticas de los materiales y car$as 9ue actHan so,re la estructura e influyen en el comportamiento de la misma ante las solicitaciones ssmicas% se muestra a continuación el análisis realizado para la o,tención de estos resultados.
0odelo Estr-ct-r$l Adopt$do
El comportamiento dinámico de las estructuras se determina mediante la $eneración de modelos matemáticos 9ue consideren la contri,ución de los elementos estructurales tales como vi$as% columnas y muros en la determinación de la ri$idez lateral de cada nivel de la estructura. Las fuerzas de los sismos son del tipo inercial y proporcional a su peso% por lo 9ue es necesario precisar la cantidad y distri,ución de
las masas en la estructura.
Las car$as verticales se evaluaron conforme a la Norma E20./0. Los pesos de los elementos de concreto armado vi$a% columnas% losa etc.) se estimaron en /F00 O$m3% y piso terminado es de /0O$m/. La car$a viva se consideró F00 para
restaurante y /00 D$m/ para edificación.
El modelo estructural para evaluar el comportamiento dinámico de la edificación se presenta en las ;i$uras si$uientes.
An&lisis 0od$l de l$ Estr-ct-r$
0$s$s de l$ estr-ct-r$: #e$Hn los lineamientos de la Norma de 5iseo #ismo 4esistente N'E 4.030 M /006% 9ue forma parte del 4NE% y considerando las car$as mostradas anteriormente% se realizó el análisis modal de la estructura total. *ara efectos de este análisis el peso de la estructura consideró el 00 de la car$a muerta y Hnicamente el /@ de la car$a viva% por tratarse de una edificación comHn tipo A.
En la ta,la si$uiente se indican las masas en cada nivel% la posición del centro de masas y del centro de ri$idez ,asándose en la distri,ución de fuerzas en altura resultante del análisis modal).
Centros de 0$s$s ! de Riide*
Nivel -asa Centro de masas Centro de 4i$idez t s/m) P - m) - m) P4 m) 4 m) E4 N:VEL 3.K/ 3.?K 0.6F .0? @.? /5Q N:VEL .F 3.@? .?@ 0.K @.?3 3E4 N:VEL 0.KK 3.6? .K@ 0.?F 6.0 F'Q N:VEL K.03 3. .@6 0.@@ 6.6 0odos de vibr$ción
El pro$rama de computo utilizado E'A8#) determina las ri$ideces y calcula las frecuencias naturales y los modos de vi,ración de las estructuras. La Norma E2030 seala 9ue se de,erá considerar a9uellos modos de vi,ración cuya suma de masas efectivas sea por lo menos el K0 de la masa mnimo 3 por nivel).
0ODAL #ERIODOS < 5RE=UE(CIAS
0OD O
#ERIOD 5RE=UE(C< 5RE=UE(C< EI>E(+ALUE 3TI0E4 3C<C9TI0E4 3RAD9TI0E4 3RAD9TI0E4??2
1 0.39 2.56 16.06 257.96 2 0.21 4.66 29.31 858.84 3 0.15 6.76 42.46 1802.63 4 0.12 8.01 50.30 2529.82 5 0.07 14.36 90.23 8141.50 6 0.07 15.30 96.11 9237.68 7 0.05 21.03 132.13 17458.38 8 0.04 22.79 143.19 20502.49 9 0.04 23.87 149.99 22496.67 10 0.04 27.08 170.12 28940.57 11 0.03 28.88 181.45 32923.42 12 0.03 37.73 237.05 56191.59
0ODO #ERIODOS
I(DI+IDUAL 0ODE
3#ERCE(T4 CU0ULATI+E SU0 3#ERCE(T4
U@ U< U S-%U@ S-%U< S-%U
1 0.39 37.85 12.38 0.00 37.85 12.38 0.00 2 0.21 31.65 43.44 0.00 69.50 55.82 0.00 3 0.15 4.10 21.20 0.00 73.60 77.01 0.00 4 0.12 13.54 8.31 0.00 87.14 85.33 0.00 5 0.07 0.13 0.53 0.00 87.27 85.86 0.00 6 0.07 6.62 8.66 0.00 93.89 94.51 0.00 7 0.05 3.49 3.32 0.00 97.38 97.84 0.00 8 0.04 0.14 0.05 0.00 97.52 97.89 0.00 9 0.04 0.02 0.05 0.00 97.54 97.95 0.00 10 0.04 0.13 0.08 0.00 97.67 98.03 0.00 11 0.03 0.93 1.37 0.00 98.60 99.40 0.00 12 0.03 0.92 0.37 0.00 99.52 99.77 0.00 5-er*$s >lob$les
Empleando las e>presiones de la norma E030 para el análisis ssmico con fuerzas estáticas e9uivalentes% se tiene(
CORTA(TE 0I(I0O E( LA ASE
*eso de la edificacion *) ?0?.0/0 'n *arametros #ismicos( IB 0.F0 =B .00 #B .F0 'pB 0.K00 s 4>B ? 4yB 6
Calculo del factor de amplificacion sismica '>B 0.3K3 *eriodo fundamental en P 'yB 0./@ *eriodo fundamental en
C>B @.?3/ /.@ CyB 0.FK0 /.@ Cortante Estatico V>B F.F0 'n VyB 6F.K? 'n Cortante -inimo 0.
0.K para estructuras irre$ulares% 0. para estructuras re$ulares
V> 3./ 'n Vy 3.K 'n
Vs> FK.0? 'n Vsy @.? 'n ;actores de Escala
;> /.3 /.3
;y /./? /./?
5el análisis dinámico se o,tiene 9ue el cortante en la dirección P2P e 2 es mayor 9ue el 0 del cortante estático% *or lo tanto se incrementara en /.3 en la dirección P2P y /./? en la dirección 2% se$Hn Norma de 5iseo #ismorresistente N'E.030.
An&lisis Din&%ico
*ara edificaciones convencionales% se realiza el análisis dinámico por medio de com,inaciones espectrales% mostradas anteriormente dadas por la Norma E.030. 5e acuerdo a ello% a los parámetros de sitio% y las caractersticas de la edificación% se muestran a continuación las seales ssmicas empleadas en el *ro$rama E'A8#% para considerar las car$as ssmicas en las direcciones P2P e 2.
DIRECCION X-X Z 0.400 ZONA 3 U 1.000 CAT. C (COMÚN) S 1.400 S3 (FLEXIBLE) IRREGULAR NO FACTOR=1 R !.000 DUAL R" !.000 R NO TIENE CAMBIOS T S# 0.05 1.962 0.1 1.962 0.15 1.962 0.2 1.962 0.25 1.962 0.3 1.962 0.35 1.962 0.4 1.962 0.45 1.962 0.5 1.962 0.55 1.962 0.6 1.962 0.65 1.962 0.7 1.962 0.75 1.962 0.8 1.962 0.85 1.962 0.9 1.962 0.95 1.859
1 1.766 1.05 1.682 1.1 1.605 1.15 1.535 1.2 1.472 1.25 1.413 1.3 1.358 1.35 1.308 1.4 1.261 1.45 1.218 1.5 1.177 1.55 1.139 1.6 1.104 1.65 1.070 1.7 1.039 1.75 1.009 1.8 0.981 1.85 0.954 1.9 0.929 1.95 0.906 2 0.883 2.05 0.861 2.1 0.841 2.15 0.821 2.2 0.803 DIRECCION Y-Y Z 0.400 ZONA 3 U 1.000 CAT. C (COMÚN) S 1.400 S3 (FLEXIBLE) IRREGULAR NO FACTOR=1
R $.000 ALB. SISMO MODERADO
R" $.000 R NO TIENE CAMBIOS T S# 0.05 2.289 0.1 2.289 0.15 2.289 0.2 2.289 0.25 2.289 0.3 2.289 0.35 2.289 0.4 2.289 0.45 2.289 0.5 2.289 0.55 2.289 0.6 2.289 0.65 2.289 0.7 2.289 0.75 2.289 0.8 2.289 0.85 2.289 0.9 2.289
1 2.060 1.05 1.962 1.1 1.873 1.15 1.791 1.2 1.717 1.25 1.648 1.3 1.585 1.35 1.526 1.4 1.472 1.45 1.421 1.5 1.373 1.55 1.329 1.6 1.288 1.65 1.249 1.7 1.212 1.75 1.177 1.8 1.145 1.85 1.114 1.9 1.084 1.95 1.056 2 1.030 2.05 1.005 2.1 0.981 2.15 0.958 2.2 0.936 Despl$*$%iento ! Distorsiones
La Norma de 5iseo #ismorresistente N'E.030 esta,lece 9ue para sistemas estructurales en donde la fuerza ssmica es resistida ,ásicamente por pórticos y muros de Concreto Armado la distorsión má>ima permitida es del orden de 0.00? dirección transversal P2P) y para muros de al,ailera es del orden de 0.00@ dirección lon$itudinal 2).
Maximas Distorsiones
Story X Y Z DriftX DriftY
STORY4 0 370 1055 0.005145 STORY4 820 109 5 1055 0.002982 STORY4 0 370 1055 0.003127 STORY4 820 109 5 1055 0.002006 STORY3 0 370 755 0.006059 STORY3 820 109 5 755 0.003495 STORY3 0 370 755 0.003635 STORY3 820 109 5 755 0.002309 STORY2 820 370 680 0.006081 STORY2 895 740 680 0.003825 STORY2 820 370 680 0.00365 STORY2 895 740 680 0.002508
STORY1 820 55 380 0.004622 STORY1 820 109 5 380 0.002321 STORY1 820 55 380 0.002857 STORY1 820 109 5 380 0.001616 0.00608 1 0.00382 5
#e o,serva 9ue en am,as direcciones c-%plen con la má>ima deriva 0.00? y 0.00@ respectivamente% E>i$ida por la Norma E M 030.
0 e %o ri$ de C& lc-lo
5e acuerdo al estudio realizado% se o,servaron al$unos puntos crticos en la estructura% los cuales serán analizados en esta sección para determinar 9ue se cumpla con lo e>i$ido en el 4e$lamento Nacional de Edificación.
Co%bin$ciones de C$r$s E%ple$d$s:
Las com,inaciones de car$as usadas para encontrar la envolvente de esfuerzos so,re los elementos de la estructura son las si$uientes(
CQ-8Q .F 5 R.?LSSSS.SSSLinear #tatic) CQ-8Q / ./@ 5 R L)T#PSSSSSLinear #tatic) CQ-8Q 3 ./@ 5 R L)T#SSSSSLinear #tatic) CQ-8Q F 0.K 5 T#PSSSSSS.SLinear #tatic) CQ-8Q @ 0.K 5 T#SSSS.SSSLinear #tatic) EP C RC/ RCFSSSSSS..Envolvente P2P) E C RC3 RC@SSSS...Envolvente 2)
E'Q'AL E R E/ SSSSSSSSEnvolvente $eneral)
Con ello se o,tuvieron los momentos má>imos amplificados en las vi$as y demás elementos% 9ue forman parte de la estructura.
4ealizada la introducción de car$as al modelo de la estructura% se encontraron los si$uientes puntos crticos 9ue serán motivo de análisis en las si$uientes +o7as(
+eri,ic$ción de +i$ sección B'B8B'B 3%$s es,or*$d$4 Descripción del Ele%ento:
Este elemento soporta las car$as de ali$erado provenientes de los niveles superiores.
Criterios de An&lisis por 5le8ión: $4 Dise)o por ,le8ión
'eniendo la ecuación de e9uili,rio de esfuerzos 8lo9ue de compresiones en el concreto) para una sección rectan$ular(
La condición se$Hn la normaE.060 para el momento de diseo(
5espe7ando “a&*rofundidad del ,lo9ue e9uivalente de compresiones)
'enemos( Lue$o% sa,emos 9ue para el área de acero es(
4eemplazando el valor de “a& en la e>presión anterior se o,tiene(
Di$r$%$s de Es,-er*os:
MOMENTO MAXIMO EN VIGAS
DATOS%
b: ancho de !"a 30 c# Pe$a%&e de !"a 60 c# '(: '%)enc!a de% ace$o 4200 *"+c#2 ',c: $e-!-&enc!a a %a co#$e-!/n 210 *"+c#2
0.9
): o#en&o ac&)an&e: 32466.34 *"# d: Pe$a%&e e'ec&!o 51 c# $ea de ace$o 73+4 1&.'' ()*
ACERO MINIMO +.!0 ()*
M)/ )2)# 3 # V25# M6 32466.3 *"#
Criterios de An&lisis por Cort$nte:
La fuerza cortante 9ue resiste la vi$a% se traduce en la resistencia al cortante 9ue proporciona el acero y el concreto% de modo 9ue(
+- 6 3+c+s4 5onde( +c6B'F7 8 B'7 3,Gc4HB'7 8 b8d Vs= Av fy d s Di$r$%$s de Es,-er*os:
loJ-e 1 3Vi$a #ección 0.30 >0.60 en el e7e /) Vux Vc Vs S=Av*Fy*d/ Vs S!x Sn ! # estri. " 1 17640.0 0 9216.51 56 10383. 48 Vs# Vs 22.97 20.00 10.00 3.00 0.35 2 17890.0 0 9216.51 56 10661. 26 Vs# Vs 22.38 20.00 15.00 3.00 0.80 3 15640.0 0 9216.51 56 8161.2 6 Vs# Vs 29.23 20.00 15.00 0.80 $3+8: 15 310 R15
Los estri,os de la vi$a propuesta se detallan en los planos.
+ er i, ic$ c ión d e l$ S ecc ión E 8ist e n teK Co l - % n $ Col-%n$ de #órtico:
#e analiza el estado de esfuerzos de ;le>o compresión a la 9ue se encuentra sometida la columna 9ue sirve de apoyo a un pórtico principal.
Diagrama de Esfuerzos - columna 3C
#e utiliza el pro$rama de cálculo del eta,s para verificar si en la columna esta con los esfuerzos menores a su capacidad lmite(
#ección de columna analizada
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250 300 350 Mo"#nto V.S. A$i! %&'()& T(-+ Ax,! T(+
A(ALISIS < DISEÑO DE LA CI0E(TACIO(' #LATEA DE CI0E(TACIO(
A4 >E(ERALIDADES
Las Losas de cimentación de,erán dimensionarse para transmitir al
suelo de cimentación una presión má>ima 9ue no e>ceda a la especificada en el Estudio de -ecánica de #uelos.
#e considerarán para este fin las car$as y momentos de servicio sin amplificar) en la ,ase de las columnas CA4GA *Q4 #E4V:C:Q).
Las solicitaciones 9ue se transfieran al suelo se de,erán verificar para las distintas com,inaciones de car$a actuantes so,re la estructura.
En el cálculo de las presiones de contacto entre las zapatas y el suelo no se de,erán considerar tracciones.
A menos 9ue el Estudio de -ecánica de #uelos no lo permita% se podrá
considerar un incremento del 30 en el valor de la presión admisi,le del suelo para los estados de car$a en los interven$a sismo o viento.
Las columnas o pedestales de forma circular o de pol$ono re$ular% podrán considerarse como columnas cuadradas con la misma área para efectos de la localización de las secciones crticas para diseo por fle>ión% cortante o lon$itud de ancla7e del refuerzo en las zapatas.
Descripción( La cimentación a evaluar es a9uella 9ue soportara las car$as provenientes de los pisos superiores% se optó por usar una platea de cimentación de,ido a la poca capacidad de soporte de suelo .0/D$cm/ estudio de mecánica de suelos) tal como se aprecia en la fi$ura.
Vista en *lanta Car$a de los Niveles #uperiores
(or%$s de Dise)o: #e +a considerado como códi$o ,ásico para el diseo de estas estructuras% el 4e$lamento Nacional de Edificaciones con las si$uientes normas t"cnicas.
Norma '"cnica de Edificaciones E.0@0 “#uelo y Cimentaciones“
#ro cedi %ien to:
+eri,ic$ción de #resiones: #e verificará las presiones admisi,les para las car$as
de servicio.
+eri,ic$ción de es,-er*os: Entre los parámetros 9ue intervienen en la VE4:;:CAC:<N E#'4=C'=4AL se encuentran la fuerza cortante% diseo de fle>ión en la platea de cimentación de concreto armado.
C$r$cter/stic$s de l$ Estr-ct-r$ #ropied$des de los 0$teri$les
Concreto
- -odulo de elasticidad E=15000×√ 210 B /?000 D$cm/ - La platea se creara como elemento #+ell2'icO eB0.?0m #A;E V/).
Acero
- 4esistencia a la fluencia del acero $rado 60 fy B F/00 D$cm/ Terreno
- 4esistencia del terreno 9s B .0/ D$cm/ - Coeficiente de 8alasto D,a B /. D$cm3 Res-%en de c$r$s
C$r$s 0-ert$s:
*eso propio proveniente de la estructura 9ue soporta importado del eta,s.)
*eso propio piso terminado B /0 D$m/
*eso de ta,i9uera B 00D$m/
*eso de tierra encima de la cimentación B 00D$m3
C$r$s +iv$s:
#o,recar$a proveniente de la estructura 9ue soporta importado del eta,s.)
4estaurante B 300 D$m/
Vivienda B F00 D$m/
C$r$s de Sis%o:
Car$a #smica proveniente de la estructura 9ue soporta e>portado de eta,s.)
Co%bin$ciones de C$r$s E%ple$d$s:
Las com,inaciones de car$as usadas para encontrar la envolvente de esfuerzos so,re los elementos de la estructura son las si$uientes(
VE4:;:CAC:QN 5E *4E#:QNE#( # 5RL Verificamos con 9s) 5:#EUQ 5E *LA'EA( = .F 5 R.?L = /P ./@ 5 R L)T#P =/ ./@ 5 R L)T# =3P 0.K 5 T#P =3 0.K 5 T#
+ERI5ICACI( DE ES5UEROS E( EL TERRE(O:
#i la resistencia del terreno 9sB.0/D$cm/ y tenemos un coeficiente de ,alasto D,aB/.0D$cm3.
(ot$: como se puede apreciar la presión má>ima aplicada al terreno es de
.F@O$cm/% por lo 9ue se recomienda realizar un me7oramiento del
terreno en toda la cimentación o en la parte de ella parte posterio). $4 DISEÑO DE A#ATAS #OR 5LE@I(
El momento e>terno en cual9uier sección de una zapata de,erá
determinarse +aciendo pasar un plano vertical a trav"s de la zapata y calculando el momento producido por las fuerzas 9ue actHan so,re el área total de la zapata 9ue 9uede a un lado de dic+o plano vertical.
Verificación de acero mnimo
Asmin B 0.00 '>dB0.0060B0.0 cm/cm *ara W@XB /.00 cm/ #B.@cm.
#min B 3t%60cm)B60cm
Entonces W@XY0.@cm como acero mnimo.
La distri,ución de acero se detalla en los planos.
Verificación de *eralte(
Cortante 9ue puede soportar el concreto esta dado por(
As. :nf. Z@&Y@cm As. #up. Z@&Y/.@cm
As. :nf. Z@&Y0.0cm As. #up. Z@&Y0.0cm
[VcB0.@ > 0.@3 f\c)]0.@ > ,>d
=sando un altura de zapata B ?0 podemos o,tener [VcB3K'n
apro>imadamente% con lo cual se satisface el re9uerimiento de cortante.
Cortante V Cortante V//
